Балок перекрытия из дерева калькулятор: Онлайн-калькулятор для расчета деревянных балок перекрытия

Расчет деревянных балок перекрытия — Кровля крыши для дома

Автор Кровельщик На чтение 8 мин Просмотров 303 Обновлено 19.09.2017

Деревянные балки перекрытий – общая информация

Зачастую деревянные балки перекрытий используются в строительстве жилых домов. Отличительной особенностью таких построек является то, что они возводятся по каркасной технологии. Из названия элемента можно судить о том, что балки идут на выполнение перекрытий между этажами и чердачного перекрытия.

В массе своей изготавливаются такие балки из хвойных пород дерева. После просушки и изготовления элемент покрывается антисептическим материалом. Балки изготовляются с разными сечениями самой различной длинной и высотой, в зависимости от потребности строителей.

К преимуществам элемента можно отнести:

• простой монтаж и небольшой вес;
• широкая распространенность материала, из которого балка изготовляется;
• при использовании деревянных балок в помещении прекрасная звуконепроницаемость;
• балки не очень хорошо горят;
• невысокая стоимость;
• деталь поддается ремонту;
• балки внешне выглядят очень красиво;
• монтаж выполняется в течение дня.

Благодаря этим преимуществам деревянную балку можно приобрести в любой момент без предварительного заказа.

Впрочем, недостатки у детали тоже есть:

• нет пропитки от горения и ее необходимо выполнять дополнительно;
• в сравнении с металлическими элементами такого же типа, балки из дерева менее прочные;
• деталь больше подвержена влаге и воздействию насекомых, нежели металлические изделия;
• в результате температурного перепада балки могут претерпеть незначительную деформацию.

При изготовлении элемента необходимо учесть следующие требования:

1. Прочность материала – балка должна выдерживать серьезные нагрузки.
2. Жесткость – элемент не должен терять форму.
3. Шумоизоляция и защита от высоких температур.
4. Пожарная безопасность – деталь необходимо пропитывать специальным негорючим составом.

Подобные требования необходимы потому, что перекрытие – один из важнейших элементов во всем строении и малейшая деформация приведет к разрушению всего дома. Балки призваны распределять нагрузку равномерно и не дать этому произойти.

Виды и типы деревянных балок перекрытия

Деление балок из дерева происходит как по типам, так и по видам.

Выглядит оно следующим образом:

1. По назначению:
   • Перекрытие в подвале и цокольном этаже – элемент особой прочности, поскольку на нем будет в дальнейшем стоять весь дом. Кроме этого, данное перекрытие будет являться основанием для напольного покрытия, что тоже станет дополнительной нагрузкой.
   • Чердачное перекрытие – здесь у балок большой нагрузки не будет и лучше всего использовать небольшие элементы, чтобы конструкция не оказывала слишком большого давления на нижние балки. Также необходимо сохранить доступ к данным деталям, поскольку они будут часто подвергаться влиянию влажной среды и ветра и рано или поздно потребуют ремонта.
   • Междуэтажное перекрытие – особенности такого элемента конструкции заключаются в том, что балки одновременно могут быть напольными перекрытиями и потолком. Для того, чтобы повысить звукоизоляцию и увеличить теплоизоляцию помещения, необходимо утеплить строение специальными материалами и зашить сверху доской и гипсокартоном.
2. По виду:
   • Клееные –  изготавливаются из нескольких деталей путем склейки. Способны выдерживать повышенную нагрузку, и не имеют ограничений по длине. Срок службы у таких элементов очень большой. Балки обладают высокой прочностью, легкостью и устойчивостью к возгораниям.
   • Цельномассивные – изготавливаются из дерева твердых пород и выполнены из целого бревна. Используются для пролетов до 5 метров.

Требования к перекрытиям из дерева

Для того, чтобы построенный дом простоял долго лет и не доставил своим хозяевам никаких хлопот нужно учитывать несколько требований, которым должны соответствовать балки перекрытий:

1. Прежде всего, сам брус, из которого выполняется балка, должен быть выполнен из твердой породы дерева, которая обладает повышенной жесткостью и не поддается деформированию. Это необходимо для того, чтобы постройка могла в дальнейшем выдерживать большие нагрузки в виде верхних этажей, кровли.
2. Вес балки может превышать 350 кг на квадратный метр.
3. Допустимый размер балки – 7 метров.
4. При утеплении толщина материалов не должна превышать 25 см при перекрытии этажей с разным температурным режимом и 10 см, если утепляются балки между этажами с одинаковым температурным режимом.
5. Материал, из которого элемент изготовлен, должен быть максимально просушен и содержать влаги не более 20%. При необходимости используется гидроизоляция перекрытия путем применения специальной пленки.

Расчет деревянных балок перекрытия – специфика

Для того, чтобы правильно выполнить перекрытия в доме, стоит произвести предварительный расчет, чтобы в дальнейшем конструкция постройки была устойчивой и смогла эксплуатироваться длительное время.

Для этого необходимо учесть ряд моментов:

1. Возможные нагрузки. Здесь во внимание берется как постоянная нагрузка, так и переменная. К постоянной можно отнести вес перегородок и все конструкции, а под переменной понимается обстановка внутри дома и вес людей в нем проживающих.
2. Жесткость или нормативный показатель прогиба. У любого материала есть свой уровень жесткости. Впрочем, для конкретного случая используется формула, которая позволяет рассчитать эту величину. Показатель не должен превышать соотношения 1/200 для чердачных перекрытий и 1/250 для межэтажных.
3. Длина двутавровой балки не может превышать 5 метров для межэтажных перекрытий и 6 метров для чердачных.
4. Толщина элемента должна составлять не менее 1/25 ее длины.

Наиболее оптимальный вариант проведения предварительных подсчетов – это начать с выполнения чертежа будущей постройки.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

Использование деревянных балок, их параметры, виды и место расположения регулируется следующими ГОСТами и СНиПами:

1. СНиП 2. 01.07-85 – Нагрузки и воздействия
2. СНиП 2.08.08-89 – Жилые здания
3. СНиП 3.03.01-87 – Несущие и ограждающие конструкции
4. СНиП П-25-80 – Деревянные конструкции
5. СНиП П-26-76 – Кровли
6. СНиП 23-01-99 – Строительная климатология
7. СНиП 31-02-2001 – Дома жилые одноквартирные
8. ГОСТ 8486-86 Е – Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия
9. ГОСТ 13579-78 – Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия
10. ГОСТ 16381-77 – Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования
11. ГОСТ 24454-80 Е –  Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.
12. ГОСТ 30244-94 – Материалы и изделия строительные. Метод испытания на возгораемость (горючесть)
13. ГОСТ 30247. 1-97 – Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.
14. ГОСТ 30403-96 – Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности.

Как определить нагрузку, которая будет действовать на перекрытие?

Нагрузка на перекрытие формируется из собственного веса балки, дополнительных материалов (утеплителя, заполнителя, зашивки) и переменного веса – внутренне обстановки жилища, и веса людей, проживающих в доме. Также, очень много зависит от частоты эксплуатации помещения.

Чтобы учесть все нюансы и погрешности, специалисты проводят специальный расчет, позволяющий понять, какой вес будет воздействовать на устанавливаемые балки. Исчисление очень сложное и громоздкое, поэтому очень сложно выполнить его самостоятельно.

Однако, для этого существует упрощенный вариант:

К примеру, возьмем перекрытие для чердака, где никакой мебели не стоит, но куда помещаются ненужные вещи. В качестве утеплителя используется обычная минвата. Нагрузка обычно составляет 50 кг на один квадратный метр.

70х1,3 = 90 кг/кв.м, где 70 – норма нагрузки для такого вида перекрытия, кг/кв.м, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, воздействующая на перекрытие, составит:

50+90=130 кг\кв.м. При округлении за норму берем 150 кг/кв.м. Увеличение происходит потому, что может быть использован более тяжелый утеплитель и обшивка.

В этом случае, общая нагруженность перекрытий составит:

50+150х1,3 = 245 кг/кв.м, округляем до 250 кг/кв.м.

Если на чердаке на будущее планируется отделка под мансарду, то стоит увеличить нагрузку до 350 кг на метр квадратный. Для определения нагрузки существуют всевозможные онлайн калькуляторы.

Что следует знать про нагрузку на балку?

Чтобы правильно выбрать параметры, сечение, и материал, из которого изготавливаются балки перекрытий, нужно предварительно ознакомиться с параметрами, которым должна соответствовать деталь.

Все будет зависеть от того, где балка будет располагаться, какая нагрузка на нее ляжет. Очень важно учесть и уровень деформации дерева. Чем мягче порода, тем выше уровень деформации.

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

При строительстве дома крайне важно учесть шаг и сечение деревянного покрытия. От того, насколько часто расположатся балки, будет зависеть устойчивость дома. Если шаг перекрытий получится значительный, то на каждую балку ляжет достаточно высокая нагрузка и постройка вряд ли будет надежной.

Слишком маленький шаг между балками приведет к повышенной жесткости конструкции и возможной деформации строения в будущем. Оптимальным вариантом считается шаг от 30 см до 1,2 метра. Это обусловлено еще и тем, что получившиеся ячейки будут прекрасно подходить под размер утеплителя.

Что касается сечения детали, то обычно используется деталь прямоугольной формы с сечением 1,4:1, при этом, ширина элемента может быть от 40 до 200 мм, а высота 100 – 300 мм.

Основные требования к балкам перекрытия

К главным требованиям можно отнести следующие:

1. Параметры детали: длина, ширина, высота, сечение.
2. Уровень жесткости материала.
3. Какая нагрузка ляжет на деталь.
4. Горючестойкость.
5. Влагостойкость, шумоизоляция.

Пример расчета деревянной балки

Для того, чтобы рассчитать как будет зависеть нагрузка на балку от размера детали и шага, при установке можно воспользоваться следующими формулами:

1. Стандартные пролет для балки: 2,5 – 4 метра при прямоугольном сечении и отношении высоты к ширине 1,4:1.
2. Нужно учесть, что в стену балка входит минимум на 12 см.
3. При расчете необходимо учесть и собственный вес балки от 190 до 220 кг на метр квадратный.

Чтобы просчитать величину прогиба при нагрузке необходимо воспользоваться формулой:

Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 220х4 в кв./8 = 400 кг•м.кв.

Далее, переходим к расчету момента сопротивления древесины на прогиб по формуле:

Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 / 142,71 = 0,56057 куб. м

R – сопротивление дерева, взято из СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) «Деревянные конструкции», введенные в эксплуатацию в 2011 г.

Выполненные расчеты помогут построить устойчивый и рассчитанный на длительную эксплуатацию дом.

Расчет деревянной балки перекрытия на прогиб, пример, таблица

Применяется и такое конструктивное решение, когда несущие элементы перекрытия являются частью стропильных конструкций. В этом случае балка является конструкцией для формирования свеса, то она  опирается на мауэрлат  и имеет выпуск за внешнюю грань каждой стены примерно на 500 мм. Это конструктивное решение может увеличить её длину примерно на 1 метр.

Производя подбор и расчет деревянных балок необходимо помнить, что самым оптимальным расстоянием, которое можно перекрывать, применяя эти конструктивные элементы, является 6 метровый пролет.

При необходимости перекрывать большие расстояния рекомендуется  использование деревянных конструкций прямоугольного или двутаврового сечения изготовленных из клееного бруса или применять промежуточные конструкции, такие как стойки, колонны, декоративные арки и т.п.

Сбор нагрузок воздействующих на балки

Диапазон различного вида нагрузок действующих на несущие конструкции достаточно велик. Он различается исходя из целевого применения балки, то есть ответа на вопрос эта балка располагается в междуэтажном или чердачном перекрытии. Конструкции междуэтажных перекрытий несут нагрузку в основном только от веса самого перекрытия, от  процесса жизнедеятельности людей которые там находятся и того производственного процесса который там проходит.

Так расчетная нагрузка на междуэтажное перекрытие  в жилых зданиях равна 150кг/м2  х 1,3 = 195 кг/м².

Коэффициент 1,3 обеспечивает надежность работы конструкции. Вес междуэтажного перекрытия включает вес балок, полов, конструкций потолка, утеплителя. При производстве расчетов вес междуэтажного перекрытия лучше всего рассчитывать в каждом случае индивидуально.

Нагрузка на чердачное перекрытие, эксплуатация которого не предусматривает 70 кг/м2 х 1,3 = 91 кг/м².

Вес самого чердачного перекрытия включает в себя вес балок, утеплителя, материала зашивки и составляет 50 кг/м2.  В случае, если балка является не только чердачным перекрытием, но и входит в конструкцию стропильной системы здания, то её расчет производится в составе стропильных конструкций.

В случае, когда величина прогиба превышает указанные величины, это может нанести существенные деформационные изменения в геометрии потолочных конструкций.  Так при длине балки перекрытия 6 метров величина допустимого прогиба будет составлять 17 мм. Если предположить, что потолок в помещении будет из гипсокартонных плит, то образование трещин неминуемо. Поэтому производя расчет, следует сразу же учитывать материал,  из которого будет выполняться конструкция потолка. Если заказчик для оформления потолка будет использовать подвесные конструкции типа «Армстронг», то беспокоиться не о чем, а если для отделки будут применяться материалы на основе гипса, минеральных вяжущих, то возможно стоит увеличить надежность перекрытия и увеличить сечение балок, чтобы полностью исключить возможность прогиба.

Калькулятор подбора деревянных двутавровых балок

SIA I-beams производит износоустойчивые деревянные двутавры. Такие балки показали себя как незаменимый стройматериал при строительстве зданий в Северной Америке, понемногу они начинают завоевывать и рынки Европы.

Чтобы правильно произвести расчет необходимого количества балок, мы создали расчетный калькулятор, который вам поможет быстро и удобно рассчитать шаг между балками и их тип в зависимости от расстояния между стенами и от нагрузок в конкретном случае.

Как пользоваться калькулятором:

1. Вводим расчетную длину пролета. Для балок перекрытия — это наибольший пролет, т.е. наибольшее расстояние между соседними стенами, на которые опирается балка. Для стропил кровли – это горизонтальное расстояние (проекция мест опоры, обычно расстояние между осями) между местами опора балки (сама балка длиннее, чем эта проекция, т.е. чем больше угол, тем длиннее балка).
2. Для стропил кровли вводим угол наклона. Угол наклона – наклон стропил к горизонтали.
3. Вводим шаг – это межцентровое расстояние между соседними балками.
4. 4. Можно изменить постоянную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, постоянную нагрузку рассчитывают по плотности конструкции пола/перекрытия/крыши, помноженной на коэффициент надежности. Согласно EN 1990, коэффициент надежности для постоянных нагрузок — 1,35, а для временных — 1,5.
5. Можно изменить временную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, величины временной нагрузки принимаются в зависимости от предполагаемого использования перекрытия. Для перекрытий жилых помещений можно принимать временную нагрузку 200 kg/m². При расчете стропильной системы нагрузки от снега принимаются согласно LBN-003-1, таблица 16.2. Для Риги это равняется 125 kg/m².

   *В расчетном калькуляторе включено определение расчетной нагрузки при соответствующих коэффициентах надежности: согласно EN 1990 для постоянных нагрузок это — 1,35 а для временных нагрузок — 1,5. В калькулятор вводятся нагрузки без учета коэффициентов надежности. – это повторение из п.4.

   *Величина используемой расчетной нагрузки будет индивидуальной — в зависимости от конкретной ситуации.

6. Когда все упомянутые данные введены в таблицу, можно ознакомиться с результатом. Внизу находится табличка с имеющимися в нашем ассортименте балками. Зеленым цветом закрашены все балки, которые можно использовать, а красным – несущая способность которых не соответствует заданным вами параметрам. Чтобы изменить результат, советуем изменить шаг балок.

Создание деревянных перекрытий: 5 актуальных вопросов

Среди множества конструктивных элементов частного дома перекрытие является одним из самых ответственных и сложных для проектирования, монтажа узлов. Именно тут неопытные строители допускают, пожалуй, наиболее опасные ошибки, именно по обустройству этой системы задаётся больше всего вопросов. 

Балки деревянного перекрытия — брус 100х200 мм

1. Почему стоит выбрать дерево

В любом здании перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, которая выступает основой для создания пола. Кроме того, будучи перевязанным с несущими стенами дома, оно обеспечивает строению поперечную стабильность, равномерно распределяя возможные нагрузки. Поэтому к надёжности этой конструкции предъявляются самые высокие требования.

Вне зависимости от того, какой материал используется при строительстве дома, в частном секторе наибольшее распространение получили как раз деревянные перекрытия. Их часто можно увидеть в различных каменных коттеджах, и вполне очевидно, что в деревянном строительстве (бревно, брус, каркасная и каркасно-щитовая технология) такому решению – альтернативы не существует. Тому есть множество объективных причин. Рассмотрим достоинства и недостатки перекрытий из древесины.

В частном малоэтажном строительстве перекрытия монтируются в нескольких вариантах:

• Готовая железобетонная плита,
• Монолитная железобетонная плита,
• Готовые железобетонные балки,
• Балки и фермы из металлопроката,
• Перекрытие из пиломатериалов. 

Лаги перекрытия из бруса

Лаги перекрытия из доски на глухарях

Балка из бруса на монтажных пластинах

Плюсы

Или почему деревянные перекрытия так популярны.

• Небольшая масса. Применяя доску или брус, мы не перегружаем несущие стены и фундамент. Вес перекрытия в разы меньше, чем у бетонных или металлических конструкций. Обычно не требуется привлечение техники.
• Минимальные сроки выполнения работ. Минимальная трудоёмкость среди всех вариантов.
• Универсальность. Подходит для любых зданий, в любых условиях.
• Возможность монтажа при минусовых и очень высоких температурах.
• Отсутствие «мокрых» и грязных процессов.
• Возможность получения любого уровня теплоизоляционных и звукоизоляционных характеристик.
• Возможность использования полостей для прокладки инженерных коммуникаций (электросеть, отопление, водоснабжение, канализация, слаботочка…).
• Сравнительно невысокая цена сборного каркасного перекрытия из пиломатериалов, как по стоимости деталей/комплектующих, так и по оплате труда подрядчика.

Прокладка коммуникаций в полостях

Минусы

Минусы у деревянной перекрывающей системы из дерева довольно условны.

• Сложность выбора сечения материалов и конструктивных решений для обеспечения расчётной несущей способности.
• Необходимость выполнения дополнительных противопожарных мероприятий, а также обеспечения защиты от влаги и вредителей (антисептирование).
• Необходимость покупки звукоизолирующих материалов.
• Строгое соблюдение технологий во избежание строительных ошибок.

2. Какой материал использовать для сборки

Деревянное перекрытие – всегда состоит из балок. Вот только сделанными они могут быть из самых разных пиломатериалов:

• Бревно оцилиндрованное до 30 см в диаметре.
• Брус четырёхкантный.
• Доска большого сечения (толщиной от 50 мм, шириной до 300 мм).
• Несколько досок относительно небольшой толщины, скрученных пластями друг к другу.
• Двутавровые балки, верхний и нижний пояс которых выполнен из обрезной строганной доски/бруска, а вертикальная стенка — из OSB-3, фанеры или профилированного металла (деревянно-металлическое изделие).
• Замкнутые короба из листовых материалов (фанера, ОСП).
• СИП-панель. По сути, это — отдельные секции, в которых балки уже обшиты и имеют внутри изолятор.
• Различной конструкции фермы, позволяющие перекрывать большие пролёты.   

Наиболее простыми для монтажа, а также наиболее дешёвыми и удобными для выполнения последующих операций считаются варианты, когда балки перекрытия выполнены из обрезных пиломатериалов.

Ввиду очень высоких требований, предъявляемых к несущим способностям, долговечности и геометрическим отклонениям, в качестве заготовок необходимо рассматривать пиломатериал первого сорта. Возможно применение изделий, относящихся ко второму сорту по ГОСТ, которые не имеют критичных геометрических отклонений, пороков и дефектов обработки, способных снижать прочностные характеристики и срок службы готовых деталей (сквозные сучки, свилеватоть, косослои, глубокие протяжённые трещины…).

В данных конструкциях исключено применение мёртвой древесины (сухостой, валежник, горельник) из-за недостаточной прочности и множественных поражений разрушающими древесину болезнями и насекомыми. Также большой ошибкой будет купить брус или доску «с воздухом», «с армянским размером», «ТУ» — ввиду заниженных сечений.

Это должен быть исключительно здоровый материал из зелёной ели или сосны, так как хвоя ввиду своей смолистости и строения массива намного лучше переносит изгибающие нагрузки и сдавливание, нежели большинство лиственных пород, причём имея относительно невысокую удельную массу. 

В любом случае обрезной пиломатериал должен быть освобождён от остатков коры и лубовых волокон, обработан антисептиком и антипиреном. Лучше всего тут покажет себя сухая строганная пилопродукция, но материал естественной влажности (до 20 процентов) при нормальной обработке тоже активно (а главное – результативно) используют, тем более что цена обрезного бруса или доски такого типа заметно ниже. 

Перекрытие из обрезной доски

Балки склеены из ОСБ по технологии СИП (SIP)

Перекрытие из обрезного бруса

3. Как выбрать размер балок и с каким шагом их расставить

Длина балки рассчитывается таким образом, чтобы она перекрывала имеющийся пролёт и имела «запас» для обеспечения опоры на несущие стены (о конкретных цифрах допустимых пролётов и захода в стену читайте ниже).

Для набора расчетной толщины и длины балки — можно использовать технологию сращивания

Как бы не была устроена балка — необходима гидроизоляция

Сечение доски/бруса определяется в зависимости от расчётных нагрузок, которые будут оказываться на перекрытие в процессе эксплуатации здания. Нагрузки эти разделяют на:

• Постоянные. 
• Временные.

К временным нагрузкам в жилом доме относят вес людей и животных, которые могут передвигаться по перекрытию, перемещаемых объектов. К постоянным нагрузкам относят массу самих пиломатериалов конструкции (балки, лаги), заполнения перекрытия (утеплитель/шумозащита, изоляционные полотна), подшива (накат), черновых и чистовых настилов, финишного напольного покрытия, перегородок, а также встроенных коммуникаций, мебели, оборудования и предметов обихода…

Также не стоит упускать из виду возможность складирования предметов и материалов, например, при определении несущих способностей перекрытий нежилого холодного чердака, где могут храниться ненужные, редко используемые вещи.   

В качестве отправной точки берётся сумма постоянных и временных нагрузок, и к ней обычно применяется коэффициент надёжности 1,3. Точные цифры (в том числе сечение пиломатериалов) должны определять специалисты согласно положениям СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», но практика показывает, что значения нагрузок в частных домах с деревянными балками получаются примерно идентичными:

• Для межэтажных (в том числе под жилой мансардой) и цокольных перекрытий суммарная нагрузка составляет порядка 350 — 400 кг/м2, где доля собственного веса конструкции составляет около 100 килограмм.
• Для перекрытия ненагружаемого чердака – около 130 — 150 кг/м2.
• Для перекрытия нагружаемого нежилого чердака до 250 кг/м2.

Очевидно, что безусловная безопасность ставится во главу угла. Тут учтён хороший запас и рассматривается вариант не столько распределённых нагрузок на всё перекрытие (в таких количествах они практически нереальны), сколько возможность локальной нагрузки, способной привести к прогибам, вызвавшим в свою очередь:

• физиологический дискомфорт жильцов, 
• разрушения узлов и материалов,
• потерю конструкцией эстетических свойств.   

К слову, определённые значения прогибов допускаются нормативными документами. Для жилых помещений они могут составлять не более 1/350 части от длины пролёта (то есть 10 мм на 3-х метрах или 20 мм на шести метрах), но при условии, что выше перечисленные ограничивающие требования не нарушены.

При выборе сечения пиломатериалов для создания балки обычно руководствуются соотношением ширины и толщины бруса или доски в пределах 1/1,5 – 1/4. Конкретные цифры будут зависеть, прежде всего, от: нагрузок и длины пролётов. При самостоятельном проектировании можно воспользоваться данными, полученными на основании расчётов при помощи онлайн-калькуляторов или общедоступных таблиц.

Оптимальное усреднённое сечение балок деревянного перекрытия, мм

Как видим, чтобы увеличить несущие способности перекрытия – достаточно выбирать пиломатериал с большей шириной или большей толщиной. В том числе можно собирать балку из двух досок, но так, чтобы полученное изделие имело сечение не меньше расчётного. Нужно также отметить, что несущие свойства и стабильность деревянного перекрытия возрастают, если применять поверх балок лаги или различного рода черновые полы (листовые настилы из фанеры/ОСП или из обрезной доски).

Ещё одним способом улучшить силовые качества перекрытия из дерева – это уменьшить шаг расстановки балок. Инженеры в своих проектах частных домов определяют в разных условиях дистанцию между балками от 300 мм до полутора метров. В каркасном строительстве шаг балок ставят в зависимость от шага расстановки стоек, чтобы под балкой находилась стойка, а не просто прогон горизонтальной обвязки. Практика показывает, что наиболее целесообразными с точки зрения практичности и стоимости конструкции является шаг в 600 или 1000 мм, так как он лучше всего подходит для последующего монтажа утеплителей и шумоизоляции враспор (изоляционные материалы как раз имеют такой форм-фактор плит и рулонов). Такая дистанция также создаёт оптимальное расстояние между точками опоры для монтажа лаг пола, устанавливаемых перпендикулярно балок. Зависимость сечения от шага хорошо видно по цифрам таблицы.

Возможное сечение балок перекрытия при изменении шага (суммарная нагрузка на квадратный метр порядка 400 кг)

4. Как правильно устанавливать и закреплять балки

С шагом мы определились – от 60 сантиметров до метра будет золотой серединой. Что касается пролётов, то лучше всего ограничиться 6-ю метрами, в идеале: четыре-пять метров. Поэтому проектировщик всегда старается «положить» балки вдоль меньшей стороны дома/помещения. Если пролёты слишком велики (более 6 метров), то прибегают к установке несущих стен или опорных колон с ригелями внутри дома. Такой подход позволяет применить пиломатериалы меньшего сечения и увеличить шаг расстановки, снижая тем самым массу перекрытия и его стоимость для заказчика при тех же (или лучших) несущих характеристиках. Как вариант, создаются фермы из более лёгкого пиломатериала с применением металлических перфорированных крепежей, например, гвоздевых пластин.

В любом случае балки выставляют строго горизонтально, параллельно друг другу, с выдержкой одинакового шага. На несущие стены и прогоны деревянная балка должна опираться не менее чем на 10 сантиметров. Как правило, используют 2/3 толщины наружной стены со стороны помещения (чтобы торец балки не выходил на улицу и оставался защищённым от промерзания). В деревянных стенах делают врубку, в каменных – оставляют проёмы во время кладки. В местах касания балок несущих конструкций необходимо уложить изолирующие материалы: демпферные упругие прокладки из резины/войлока, несколько слоёв рубероида в качестве гидроизоляции и т.п. Иногда применяют обжиг скрываемых впоследствии участков балки или их обмазку битумными мастиками/праймерами.

Опора бруса

Гвоздевая пластина

Демпферная лента

В последнее время всё активнее для создания перекрытия используются специальные перфорированные кронштейны «держатели/опоры бруса», которые позволяют монтировать балку встык со стеной. При помощи данного типа кронштейнов также собирают узлы с поперечными ригелями и усечёнными по длине балками (проём для лестничного марша, проход дымохода и прочее). Достоинства такого решения очевидны:

• Получаемое Т-образное соединение очень надёжное.
• Работа выполняется быстро (врубки делать не приходится, выставлять единую плоскость намного проще).
• Мостиков холода по телу балок не образуется, ведь торец удаляется от улицы.
• Есть возможность купить пиломатериал меньшей длины, так как не нужно заводить брус/доску внутрь стены.

В любом случае очень важно после подгонки пиломатериалов по размеру тщательно антисептировать торец балки.

5. Какие изоляционные прослойки нужно использовать внутри деревянных перекрытий

Чтобы ответить на этот вопрос, прежде всего, следует разделить перекрывающие конструкции (в круглогодично обитаемом доме) на три отдельных типа:

• Цокольное перекрытие,
• Межэтажное,
• Чердачное.

В каждом конкретном случае набор пирога будет отличаться.

Межэтажные перекрытия в подавляющем большинстве случаев разделяют помещения, в которых температурный режим схожий или близкий по значению (если есть покомнатная/поэтажная/зонная регулировка отопительной системы). К таковым также стоит отнести чердачное перекрытие, которое отделяет жилую мансарду, так как это помещение отапливается, а утеплитель располагается внутри кровельного пирога. По этим причинам теплоизоляция тут не нужна, но очень актуальным становится вопрос борьбы с шумами, воздушными (голоса, музыка…) и ударными (шаги, перестановка мебели…). В качестве звукоизоляции в полости перекрытия укладываются акустические волокнистые материалы, созданные на основе минеральной ваты, а также под обшивки устилаются полотна звукоизоляционных мембран. 

Конструктив для сухих помещений

Конструктив для влажных помещений

Цокольная конструкция предполагает, что под перекрытием находится грунт или подвал, погреб, цокольный этаж. Даже если внизу будет оборудовано эксплуатируемое помещение, то этот вид перекрытия нуждается в полноценном утеплении, свойственном ограждающим конструкциям конкретной климатической зоны и конкретного здания с его неповторимым тепловым балансом.  Согласно нормам, в среднем для Московской области толщина современного утеплителя с хорошими показателями теплопроводности будет составлять порядка 150-200 мм.

Аналогичные требования по теплоизоляции предъявляются к чердачному перекрытию, над которым нет отапливаемой мансарды, ведь именно он будет главным барьером на пути тепловых потерь через крышу здания. Кстати, ввиду большего перетока тепла через верхнюю часть дома, толщина утеплителя тут может потребоваться больше, чем в других местах, например, 200 мм вместо 150-ти или 250 мм вместо 200-от.

Применяют пенопласт, ЭППС, минеральную вату плотностью от 35 кг/м3 в плитах или нарезанную матами из рулона (подходит та, что допускается к использованию в ненагружаемых горизонтальных конструкциях). Укладывают теплоизоляцию между балками, как правило, несколькими слоями, с перевязкой стыков. Нагрузка от утеплителя передаётся на балку через черновой подшив (часто он крепится к балкам посредством черепных брусков).  

Там, где в конструкциях работает ваттный утеплитель/звукоизолятор, его следует защитить от увлажнения. В цокольном перекрытии влага может в виде испарений подниматься от грунта или из подвала/погреба. В межэтажные перекрытия и чердачные может попадать водяной пар, который всегда насыщает воздух жилых помещений в процессе бытовой деятельности человека. В обоих случаях снизу под утеплителем нужно простелить строительную пароизоляционную плёнку, которой может выступать обычный или армированный полиэтилен. Но, если теплоизоляция выполняется с помощью экструзионного пенополистирола, не имеющего сколько-нибудь значимого уровня водопоглощения, то пароизоляция не понадобится.

Сверху утеплители и волокнистые звукоизолирующие материалы защищают водонепроницаемыми полотнами, в качестве которых могут выступать мембраны или неперфорированная гидроизоляция.

Надёжный гидробарьер особенно актуален в помещениях с повышенной влажностью: кухня, прачечная, ванная комната… В таких местах его расстилают поверх балок, обязательно с перехлёстом полос на 100-150 мм и проклейкой шва. Полотна по всему периметру помещений в обязательном порядке заводят на стену – на высоту не менее чем 50 мм над финишным покрытием.

Перекрытие, которое в дальнейшем будет облицовано кафельной плиткой, есть смысл дополнять черновым настилом пола из водостойких листовых материалов – различного типа цементосодержащих плит, желательно шпунтованных. По такому сплошному настилу можно провести дополнительную обмазочную гидроизоляцию, выполнить тонкослойное выравнивание плоскости нивелирмассой или сразу укладывать плитку.

Можно избрать другой вариант – собрать из обрезной доски сплошной настил, уложить гидробарьер, залить тонкослойную стяжку (до 30 мм), смонтировать лпитку.

Существуют также современные клеевые составы (и эластичные затирки), позволяющие производить облицовку плиткой деревянных оснований, в том числе подвижных и нагреваемых. Поэтому часто тут реализуются кафельные полы по влагостойкой фанере или ОСБ.

Важно! Учитывая возрастающие нагрузки (общие или локальные – крупная ванна, чаша джакузи, напольный котёл…), расчёт сечения и шага балок под такими помещениями нужно выполнять индивидуально.  

При желании, полы в санузле или на кухне деревянного дома можно укомплектовать греющим кабелем или трубами водяного контура отопительной системы. Их монтируют как в стяжках и слое плиточного клея, так и между лагами в заведомо созданной воздушной прослойке. При любом выбранном варианте перекрытие должно быть хорошо утеплённым, чтобы не греть потолок комнаты снизу, желательно укомплектованным гидроизоляцией с отражающим фольгированным слоем.  

Расчет длины балки перекрытия. Применение деревянных ферм, достоинства и недостатки. Типы и виды деревянных перекрытий

Перекрытия первого этажа между подвалом или подполом выполняются как правило либо из специальных плит перекрытия, либо по балкам опирающимся на достаточно часто стоящие опорные столбики. Это решает многие проблемы по их расчету, устройству и дальнейшей эксплуатации. Но балки межэтажный перекрытий опираются только своими краями на стены помещений и не имеют никаких дополнительных опор. Поэтому к их устройству требуется более тщательный подход.

Для устройства балок перекрытия следует применять только уже сухую древесину, как минимум 1 года сушки на воздухе, лучше – 2-3 года. Те, кто укладывает балки из свежеспиленного леса «этого года» рискует получить большой провис балок даже при их небольшой длине. Как правило, для балок применяют древесину хвойных пород, причем ее комлевую часть, содержащую минимальное количество сучков.

В зависимости от планируемой нагрузки на перекрытие выбирают частоту укладки балок перекрытия. Как правило, это не реже 1 метра, а обычно чаще.

Самое прочное на изгиб сечение деревянной балки 5: 7. Т.е. 7 мер в высоту балки, 5 мер в ширину. Такая балка прочна и на изгиб, и на кручение. Если балка будет более широкой, чем высокой — они будет иметь излишний прогиб. А если наоборот – у нее возникнет тенденция к изгибу в сторону под нагрузкой. Так, из имеющихся «стандартных» типоразмеров пиломатериалов весьма удобно использовать либо брус с сечением 10 х 15 см, либо сшитые между собой пару досок-«пятидесяток» (50 х 150 мм).

Балка прогибается под тяжестью собственного веса под тяжестью нагрузки более высокого этажа (мебели, пола… и т.д.). При этом следует бороться не с прогибом как с явлением, но следует учитывать его и просчитывать заранее. Для этого поступают следующим образом.

Допустимый прогиб балки считается 1/200 – 1/300 от ее длины. Т.е. балка длиной в 6 метров прогнется примерно на 2-3 см. Что бы потолок нижнего этажа не опускался вниз «пузырем», то балку подтесывают со стороны обращенной вниз рубанком на эту величину так, что бы выбрать 2-3 см. древесины. Т.е. придают балке как бы вид арки. Концы балки остаются прежними, а в середине она становится тоньше на 2-3 см. После укладки такая балка будет слегка выгнута вверх, но довольно быстро под нагрузкой она станет практически горизонтальной.

Обычно при расчете деревянных балок считают, что ее сечение должно быть не хуже 1/25 ее длины. Например, 6-ти метровое перекрытие должно быть не менее 24-25 см в толщину. При ширине балки 15 – 18 см, соответственно. Поскольку выдерживать такие параметры затруднительно (из-за отсутствия пиломатериалов таких размеров), производят их набор из более мелкоразмерных (по сечению) материалов. При этом действует обычно следующие правила.

1) Уложенные рядом балки одной высоты суммируют свои «нагрузки». Т.е. если одна балка выдерживает 400 кг, то 2 балки — 800 кг.

2) Балки уложенные одна на другую (по вертикали) и скрепленные между собой выдерживают нагрузку в 4 раза больше, чем каждая из них. Поэтому выгоднее наращивать балки по высоте, чем толщине. Т.е. те же 2 балки, но положенные не рядом, а друг на друга выдержат уже 1600 кг, а не 800.

Разумеется, следует учитывать и возможность изгиба слишком высокой и узкой балки. Поэтому при оптимальном соотношении высоты к ширине 1,4 не следует превышать его значение более чем до 2,0 – 2,5 при условии надежного закрепления балки по всей длине.

Особо следует упомянуть необходимость тщательного скрепления балок друг с другом при их вертикальном соединении. Известна, т.н. балка Деревягина. В ней два бруса соединялись между собой при помощи шкантов и шпонок (примерно так же, как при укладке стен из бруса). Смысл этого — в устранении продольного смещения балок друг относительно друга при изгибе. Т.е. балки становятся как бы монолитным элементом, что и придает им дополнительную жесткость. Добиться подобной жесткости можно и более современными методами, например, с помощью клея, шкантов, шпилек и специальных металлических пластин.

Однако на увеличение высоты балок накладывает серьезные ограничения требования по рациональному использованию пространства дома. Поэтому более 20-30 см балки не делают (кому нужны перекрытия толщиной в пол-метра…). Следовательно, для увеличения несущей способности балок и перекрытий используют их более частую укладку. При этом важно учитывать несущую способность балок из расчета на 1 м2 перекрытия. И при этом оказывается выгоднее использовать более узкие, но высокие балки. Посудите сами:

Например для перекрытия 5 метрового пролета с нагрузкой 1200 кг потребуются 2 балки с сечением 200 х 150 мм уложенные через 1 метр. Их можно заменить 3-мя балками 200 х 70 мм, через пол-метра (выигрыш по объему пиломатериалов 30% !) или 4-мя балками 200 х 50. (выигрыш 34%)

Поскольку пиломатериал продается «по объему», правильный расчет балок может существенно снизить затраты на их устройство без потери качества и несущих свойств перекрытия.

Ниже я привожу примерную таблицу, которая поможет вам правильно выбрать сечения балок при устройстве межэтажных и чердачных перекрытий.

Разумеется, следует делать поправки и на изменение нагрузки, на качество материала, изменение частоты укладки балок и отклонения их от типовых размеров.

Константин Тимошенко

Расчет нагрузки на балку перекрытия – это важнейший этап в проектировании. Об этом говорит тот факт, что студентов строительных специальностей на протяжении всего периода обучения натаскивают на решение подобных задач. Допущенная ошибка может вылиться в полное обрушение здания, обвал перекрытия и абсолютную непригодность здания к дальнейшей эксплуатации. Именно поэтому расчет деревянных балок перекрытия онлайн-калькулятор выполняет с учетом всех существующих ныне норм.

Балки перекрытия

В частном строительстве в качестве лагов перекрытия используют деревянный брус. Дерево как строительный материал имеет больше достоинств, чем недостатков. Единственное, что настораживает при выборе – это горючесть древесины. В корне неверно считать, что бетон не горит. Он начинает трескаться при температуре 250 – 300 градусов, а при температуре 550 градусов перекрытия осыпаются. Дерево, обработанное специальными составами, загорается очень медленно, и даже обугленные брусья могут служить надежной опорой еще многие годы.

Такая надежность возможна только в том случае, если брус уложен с запасом прочности. При эксплуатации деревянные брусья работают на изгиб и должны выдерживать постоянную нагрузку. К таковым относится все, что лежит над перекрытием: пол, перегородки, мебель, техника люди и так далее. Нормы требуют нагрузки брать с запасом. Расчет деревянных балок перекрытия онлайн калькулятор осуществляет для того, чтобы найти такое сочетание длины и сечения, при которых прочность будет оптимальной.

Калькулятор при расчетах использует следующие исходные данные:

• длина балки – это параметр, который закладывается проектом и зависит от расстояния между несущими стенами;
• сечение бруса – его ширина и высота, причем высота всегда должна быть больше для лучшего сопротивления специфическим изгибающим нагрузкам;
• порода дерева – от нее зависит пластичность и глубина прогиба балки, а соответственно, и максимально возможная нагрузка;
• предполагаемая нагрузка – берется из стандартов и зависит от типа помещения и количества жильцов.

Кроме исходных данных в калькуляторе заложена переменная – шаг бруса. Меняя его значение, можно подобрать оптимальный вариант размещения балок. В калькуляторе заложены справочные значения, характерные для каждого из выбранных параметров:

• разрушающее усилие – это величина постоянной нагрузки на балку, при достижении которой произойдет обрушение, зависит от габаритов бруса;
• распределенное усилие – зависит от величины предполагаемой нагрузки;
• прогиб в миллиметрах – максимально допустимая величина деформации, зависит от длины балки, величина приведена для сравнения, она не должна превышать расчетный прогиб;
• расчетный прогиб в миллиметрах – зависит от породы дерева.

В итоге после введения всех данных калькулятор сообщает о том, существует ли запас по прогибу и прочности при заданных пользователем параметрам. Если запас есть, балку можно использовать, если нагрузка превышена, следует откорректировать один из параметров. Для справки в калькуляторе приведены такие величины, как крутящий момент и масса самой балки. Первый параметр интересен для общего развития, а вот вес полезно знать, так как от него зависит стоимость доставки леса на стройплощадку.

Расчет несущих деревянных балок перекрытия онлайн-калькулятор производит с целью выявления допусков. Результатом подбора являются такие определения, как запас по прочности и запас по прогибу, который выражается в кратных единицах. Иными словами, чем больше у результата запас прочности, тем лучше. Однако для рационального строительства и недопущения перерасхода следует стремиться к значению коэффициентов от 1,5 до 3.

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина

Важно ! Если деревянные балки заделываться в стены — это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого также изменится конечная несущая способность.

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

Важно ! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30—50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров . В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным . Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

Совет ! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Внимание ! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм. Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Внимание ! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

M/W

Расшифруем значение каждой переменной в формуле:

• Буква М вначале формулы указывает на изгибающий момент. Он исчисляется в кгс*м.
• W обозначает момент сопротивления. Единицы измерения см 3 .

Расчёт прогиба деревянной балки является частью, представленной выше формулы. Буква М указывает нам на данный показатель. Чтобы узнать параметр применяется следующая формула:

M=(ql 2)/8

В формуле расчёта прогиба есть всего две переменных, но именно они в наибольшей степени определяют, какой в конечном итоге будет несущая способность деревянной балки:

• Символ q показывает нагрузку, которую способна выдержать доска.
• В свою очередь буква l — это длина одной деревянной балки.

Внимание ! Результат расчёт несущей способности и прогиба зависит от материала из которого сделана балка, а также от способа его обработки.

Насколько важно правильно рассчитать прогиб

Этот параметр крайне важен для прочности всей конструкции. Дело в том, что одной стойкости бруса недостаточно для долгой и надёжной службы, ведь со временем его прогиб под нагрузкой может увеличиваться.

Прогиб не просто портит эстетичный вид перекрытия. Если данный параметр превысит показатель в 1/250 от общей длины элемента перекрытия , то вероятность возникновения аварийной ситуации возрастёт в десятки раз.

Так зачем нужен калькулятор

Представленный ниже калькулятор позволит вам моментально просчитать прогиб, несущую способность и многие другие параметры без использования формул и подсчётов. Всего несколько секунд и данные по вашему будущему дому будут готовы.

Перед сооружением прочного и надежного деревянного перекрытия необходимо выполнить ряд расчетов, чтобы определить параметры конструкции. Основная цель расчета – вычислить оптимальное соотношение размера сечения балок и расстояния между ними в конструкции перекрытия.

Определение основных параметров

Длина определяется в зависимости от параметров здания. Она приравнивается к ширине пролета, который нужно перекрыть. В свою очередь, для вычисления сечения учитываются длина пролета, расстояние между балками и величина нагрузки, оказываемой на них.

Перед выполнением расчетов проводится измерение исходных параметров конструкции. Также следует заранее продумать особенности конструкции: глубину погружения элементов в стены и способ их крепления.

Длина деревянных балок

За длину балок деревянного перекрытия принимается ширина пролета, который будет перекрываться с учетом запаса на углубление в стены для закрепления. Глубина погружения в стены определяется с учетом материалов, использованных для строительства дома, и типа пиломатериалов, используемых для изготовления балок. Для кирпичных или блочных стен глубина заделывания элементов будет оставлять 10 см при условии использования доски и 15 см при использовании бруса. Для изготовления перекрытия в деревянном доме балки устанавливаются в зарубки в стенах на глубину не менее 7 см.

Если для закрепления балок будут использованы специальные вспомогательные крепежные элементы (кронштейны, хомуты, уголки), то можно принимать за длину балок размер перекрываемого пролета. В этом случае достаточно измерить расстояние между противоположными стенами, на которые будут устанавливаться балки.

В некоторых конструкциях для формирования ската крыши балки выходят из стен наружу. При этом ноги стропильной системы крыши крепятся непосредственно к балкам перекрытия. Выпуск наружу должен составлять 30-50 см.

Оптимальная величина пролета, пригодного для перекрытия деревянными балками, составляет от 2,5 до 4 м. Максимальная допустимая длина пролета, перекрываемого необрезной доской или брусом, 6 м. Для перекрытия пролетов от 6 до 12 м требуется использовать только современный прочный материал – клееный брус. Из него могут быть выполнены двутавровые или прямоугольные балки. Использовать доску или обычный брус можно только при условии установки промежуточных опор, на которые будут опираться балки. В качестве промежуточных опор могут быть установлены колонны или внутренние стены.

Расчет нагрузки на перекрытие

На деревянное перекрытие оказываются нагрузка его собственного веса, эксплуатационная нагрузка, которая включает в себя вес мебели, пола, предметов обихода и людей, ходящих по перекрытию. Эксплуатационная нагрузка напрямую зависит от типа перекрытия, которым определяются особенности оказываемой на него нагрузки.

Как правило, расчет нагрузки на перекрытия производится на этапе проектирования специалистами, но выполнить его можно и самостоятельно. Прежде всего, учитывается вес материалов, из которых изготовлено перекрытие. Например, чердачное перекрытие, утепленное легким материалом (например, минеральной ватой), с легкой подшивкой выдерживает нагрузку от собственного веса в пределах 50кг/м². Эксплуатационная нагрузка определяется в соответствии с нормативными документами. Для чердачного перекрытия из деревянных основных материалов и с легкими утеплителем и подшивкой эксплуатационная нагрузка в соответствии со СНиП 2.01.07-85 вычисляется таким путем: 70*1,3=90 кг/м². 70 кг/м² в этом расчете – это нагрузка в соответствии с нормативами, а 1,3 – коэффициент запаса.

Общая нагрузка вычисляется путем сложения: 50+90=140 кг/м². Для надежности цифру рекомендуется округлить немного в большую сторону. В данном случае можно принимать общую нагрузку за 150 кг/м².

Изображение 1. Таблица определения минимального допустимого сечения при шаге в 0,5 м.

Если чердачное помещение планируется интенсивно эксплуатировать, то требуется увеличить в расчете нормативное значение нагрузки до 150. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом: 50+150*1,3=245 кг/м². После округления в большую сторону – 250 кг/м². Также следует проводить расчет таким образом, в случае если используются более тяжелые материалы: утеплители, подшивка для заполнения межбалочного пространства.

Если на чердаке будет обустраиваться мансарда, то необходимо принимать во внимание вес пола и мебели. В этом случае общая нагрузка может составить до 400 кг/м².

Расстояние между балками и их сечение

После измерения длины (L) пролета и деревянных балок, соответственно, можно переходить к основной части вычислений и рассчитать шаг укладки балок и их сечение (или диаметр для круглых элементов). Эти две величины взаимосвязаны, поэтому вычисления для их определения производятся одними и теми же математическими действиями.

Оптимальной формой сечения считается прямоугольная.

Изображение 2. Таблица определения минимального допустимого сечения при шаге в 1 м.

При этом стороны прямоугольника должны относиться друг к другу в соотношении 1:4:1. Высота должна быть больше ширины. Выбор высоты элементов часто зависит от толщины используемого утеплителя. Высота и ширина прямоугольных элементов могут быть в пределах 10-30 см и 4-20 см, соответственно. Если перекрытие будет укладываться из бревен, то величина их диаметра должна вписываться в интервал 11-30 см.

Шаг между элементами может составлять 30 см минимум и 1,2 м максимум. Для удобства его монтажа стараются при расчете подогнать ширину листов подшивки или плит утеплителя. Если взводится каркасное здание, то рекомендуется принимать шаг, равный расстоянию между стойками каркаса.

Для определения минимального допустимого сечения при шаге в 0,5 м и 1 м можно воспользоваться таблицами (изображения 1, 2).

Таким образом, расчет и исполнение перекрытия по деревянным балкам – это ответственная задача, от эффективного решения которой напрямую зависит надежность всего дома. Эти вычисления проводятся в соответствии с существующими утвержденными нормами. При возникновении спорных случаев или некоторых сомнений в точности всегда необходимо округлять полученные значения в большую сторону.

Это позволит избежать катастрофических последствий для дома. Если владельцы дома сомневаются в своих способностях рассчитать все требуемые значения, то им нужно обратиться за помощью к профессионалам.

Несмотря на разнообразие материалов, применяемых для изготовления перекрытий в домах, дерево остается самым востребованным для небольших жилых сооружений с двумя или тремя этажами. Это связано с их особенными свойствами:

• деревянные перекрытия имеют небольшой вес по сравнению с аналогами из железобетона и тем более монолитными, и сохраняют при этом хорошие эксплуатационные показатели;
• его просто обрабатывать, поэтому монтажные работы по установке осуществляются без использования специальной техники, что невозможно для других материалов;
• особенность конструкции перекрытий из дерева позволяет использование любых изоляционных материалов;
• готовые деревянные перекрытия являются лучшей основой для проведения финишной отделки потолка или пола;
• дерево до сих пор является самым экологически чистым и безопасным материалом.

Единственным недостатком его использования можно считать ограничение в допустимой нагрузке, что сокращает сферу их применения.

Виды перекрытий в доме

В зависимости от планировки, наличия подвального помещения, проведенного отопления и количества этажей могут использоваться следующие деревянные перекрытия в доме:

• цокольные или подвальные;
• межэтажные или мансардные;
• чердачные.

Каждое перекрытие в зависимости от типа помещения, планируемого температурного режима и уровня влажности выполняет свою функцию. Для этого во время монтажа происходит укладка необходимой изоляции, которая препятствует прохождению звука, влаги и тепла и позволяет надёжно разделить помещения в доме.

Структура перекрытия

Устройство деревянных перекрытий зависит от их функционального назначения, но все они имеют очень похожую структуру. Их главной составляющей, которая служит основой для других элементов, являются деревянные балки, закрепляемые к несущим конструкциям дома, то есть к стенам. Вся будущая нагрузка во время эксплуатации дома будет ложиться именно на них. Поэтому расчет деревянных балок перекрытия занимает важное место на подготовительном этапе.

Для изготовления балок используется деревянный брус из хвойных пород деревьев, почти не прогибающихся с течением времени, в отличие от лиственных.

На установленные балки закрепляется черновой или вспомогательный пол. Для этого используется фанера, листы ОСП или ДСП, поверх которых после завершения работ крепится финишное покрытие, напольное или потолочное. Образованное между черновым полом и потолком пространство заполняется разными изоляторами в зависимости от параметров помещения.

Варианты перекрытия для разных помещений

В зависимости от типа помещения деревянные перекрытия могут иметь разное строение. Всего возможно три варианта:

• для цокольных перекрытий, где характерна разность температур и повышенная влажность, требуется применение пароизоляции, повышенного слоя теплоизоляции и специальной отражающей плёнки или фольги;
• для межэтажных перекрытий, которым свойственна более простая структура, в связи с равномерным температурным режимом и стабильным уровнем влажности обязательно необходима шумоизоляция;
• для чердачных перекрытий, если они не отапливаются, используется такое же наполнение, как и для цокольных, с тем отличием, что расположение изоляторов происходит в обратном порядке из-за направления действия холода.

Более подробно о строении разных перекрытий будет написано ниже.

Виды конструкций

Деревянные перекрытия в доме в зависимости от размера проема могут иметь разную конструкцию, которая должна выдерживать заданные нагрузки и предусматривать размещение технологических элементов, в том числе придающих жёсткость, а также различную крепёжную фурнитуру.

Сегодня деревянные перекрытия сооружаются с помощью трёх основных видов конструкций:

• с помощью балок, самый старый из всех вид, в котором надёжность конструкции обеспечивается балками из массива квадратной или прямоугольной формы, уложенными с шагом от 60 см до 1,0 м;
• с помощью рёбер, в котором жёсткость создаётся доской толщиной до 7 см и шириной не менее 20 см, уложенной на ребро с шагом не более 60 см;
• балочно-ребристый, использующийся для пролётов до 15 м и состоящий из балок и перпендикулярно установленных, закреплённых к ним рёбер.

Ниже приводятся показатели каждого вида конструкций.

Таким образом, вид конструкции перекрытия определяется для каждого проёма индивидуально.

Способы крепления балки к стене

Для создания надёжной конструкции все балки должны быть прочно закреплены в несущих стенах. Это можно сделать несколькими способами. Одни используются, как и сами деревянные перекрытия, несколько столетий, другие стали возможны относительно недавно.

Первый способ — традиционный. Применяется для кирпичных домов или построенных из бруса. Балки помещают внутрь стены в специально сделанную нишу на глубину от 10 до 15 см с соблюдением нескольких правил:

• рекомендуемая глубина составляет 2/3 толщины несущей стены;
• часть балки, соприкасающаяся со стенками ниши, закрывается рубероидом в два слоя;
• торцевые части обрезаются под углом примерно 60° для доступа воздуха к дереву;
• расстояние между балкой и стенками ниши составляет не менее 5,5 см;
• балка ложится на обработанную антисептиком деревянную подложку;
• пустое пространство заделывается утеплителем;
• боковые стороны замазываются цементным раствором;
• каждая пятая (можно чаще) балка дополнительно закрепляется к стене анкером.

Если этот способ крепления применяется для деревянных домов, глубина ниши составляет не более 7 см с обязательной укладкой изоляции между стеной и балкой. Это снижает вероятность появления скрипа.

Второй способ состоит в использовании специальных металлических крепежей:

• уголков;
• хомутов;
• кронштейнов.

Выбранный крепеж фиксируется к стене и к балке с помощью саморезов или дюбелей. Иногда металлическое крепление может использоваться для усиления конструкции.

Этот способ позволяет устанавливать деревянные балки быстрее и проще. При этом традиционный вариант до сих пор остаётся самым надёжным.

Произведение расчётов

Определившись с видом конструкции, необходимо подготовить расчёт деревянного перекрытия, в первую очередь необходимого количества балок, с учётом нужного сечения и порядка расположения. Точно произведённые расчёты позволят избежать неприятных сюрпризов в процессе эксплуатации.

Длина балки рассчитывается, исходя из размеров проёма и выбранного способа крепления. Для традиционного способа общая длина включает ширину проёма и длину частей, помещаемых в нишу. Если используются крепежи, длина балки равна ширине проёма.

Расстояние между балками, или шаг, обычно больше 60 см и меньше 1 м, но можно размещать чаще. Количество рассчитывается путём деления длины проёма на выбранный шаг с обязательным смещением крайних балок от стены минимум на 5 см.

Особенности расчёта

Сечение балки зависит от трех параметров:

• ширины проёма;
• расстояния между балками;
• планируемой нагрузки.

Средняя нагрузка обычно считается равной примерно 400 кг на квадратный метр (свой вес около 200 кг и допустимая нагрузка 200 кг). Для нежилых помещений эта величина может быть в два раза меньше.

Сечение прямо связано с шириной проёма. Чем он шире, тем больше должно быть значение. Здесь используется правило соотношения величины проёма и высоты балки, равное 1/25. Например, для проёма шириной 5 м нужна балка высотой 200 см. Чаще всего используется сечение 5-16 см в ширину и 14-24 см в длину прямоугольной формы.

Сегодня произвести расчёт деревянных балок перекрытия можно, используя калькуляторы, находящиеся в бесплатном доступе в сети или готовые таблицы.

После завершения расчётов можно начинать устанавливать деревянные перекрытия.

Особенности установки цокольного перекрытия

Установка цокольного перекрытия может быть сделана с применением любого из трёх описанных видов конструкций.

При установке по балкам используется дополнительный элемент — черепной брусок — размером 50 х 50 см. Он закрепляется снизу к балке на одном уровне, и вспомогательное покрытие крепится на него. Далее укладывается слой теплоизоляции (пенопласт, пенополистирол, вата) толщиной не менее 10 см, который накрывается пароизоляцией, желательно в рулонах.

При расстоянии между балками более 60 см сначала устанавливаются лаги, к которым крепится второе черновое покрытие (фанера, ОСП или ДСП). Сверху можно укладывать финишное напольное покрытие.

Для установки по рёбрам черепные бруски не используются. Черновой потолок (фанера или ОСП) нашивается непосредственно к рёбрам с шагом не более 15 см. Теплоизоляция плотно укладывается между рёбрами. Далее укладывается пароизоляция и черновой пол.

Установка балочно-ребристого перекрытия производится аналогично.

Особенности установки межэтажного перекрытия

Когда устанавливается деревянное перекрытие между этажами, главная задача — обеспечение хорошей звукоизоляции. Одинаковый температурный режим и отсутствие влаги позволяют не использовать пароизоляцию. Другими словами, если бюджет жёстко ограничен, можно отступить от некоторых обязательных правил.

Устанавливая перекрытие второго этажа на балках, как правило, всегда дополнительно применяются лаги, к которым крепится черновой пол из фанеры или ДСП. Кроме этого, рекомендуется использование черепного бруса.

Деревянное перекрытие между этажами отличается от всех остальных использованием резиновой или пробковой подложки толщиной до 5 мм, размещаемой дважды:

• между балками и лагами;
• между вспомогательным полом и финишным покрытием.

Для монтажа перекрытия на ребрах обрешётка не применяется. Ещё одной особенностью является выполнение обрешётки для потолка первого этажа из дерева, так как металлический профиль может издавать в процессе эксплуатации шум.

Особенности установки чердачного перекрытия

Как было указано ранее, деревянное чердачное перекрытие очень схоже с цокольным. Отличие состоит в движении холодного воздуха, которое на чердаке движется сверху вниз, а в подвале — наоборот.

Именно поэтому чаще всего допускается одна серьёзная ошибка. Вместо размещения пароизоляции под утеплителем его размещают сверху, как на цокольном этаже.

Для дополнительной безопасности на теплоизоляцию можно положить гидроизоляцию в рулонах, предохраняющую от прямого попадания влаги через крышу.

Эксплуатация и профилактика

Правильно выбранные, хорошо обработанные и грамотно уложенные балки могут служить достаточно долго. Но это не исключает необходимости периодической профилактики и проверки. Если возникает подозрение в повреждении любого элемента конструкции, рекомендуется своевременно произвести его замену или усиление.

Калькулятор сечения балки перекрытия. Устройство деревянных балок перекрытий и их размеры. Как выбрать сечение и шаг между балками

В любом здании имеются перекрытия. В собственных домах при создании опорной части, применяются деревянные балки, которые обладают рядом потребительских свойств:

• доступность на рынке;
• лёгкость обработки;
• цена значительно ниже, нежели на стальные или бетонные конструкции;
• высокая скорость и удобство монтажа.

Но, как и всякий строительный материал, деревянные балки имеют определённые прочностные характеристики исходя из которых производится расчёт на прочность, определяются необходимые размеры силовых изделий.

Все расчеты производятся в соответствии с Еврокодом. Совместимость со всеми известными продуктами на рынке — прямой импорт и экспорт в самые популярные форматы рисования и заметок. Динамика документов и графики — изменение любой функции из вычислительной модели автоматически отражается на текстовых и графических материалах. Чертежи и пояснительные примечания о превосходном качестве и возможности экспорта в текстовом или графическом редакторе. Гибкость — приобретайте только те программы, которые вам нужны. . В следующих строках мы подробно рассмотрим стальные деревянные композитные конструкции и их применение в строительстве.

Основные виды балок

При бытовом строительстве используются несколько типов монтажа опорных элементов перекрытий:

1. Простая балка, — представляет собой перекладину, имеющую две опорные точки на своих концах. Расстояние между опорами называется пролёт. Соответственно, при наличии нескольких точек крепления, бывают двух–, трёх–, и более пролётные неразрезные балки. В конструкции частного дома в этом качестве выступают промежуточные стеновые перегородки.
2. Консоль, — брус жёстко закреплён одним концом в стене или имеет один свободный конец, с длиной более чем двукратный поперечный размер. Наличие двух свободных свисающих частей говорит о том, что наличествует двухконсольная конструкция. На практике – это горизонтальные балки, входящие в состав крыши и образующие навес.
3. Заделанное изделие , — оба окончания жёстко вмонтированы в стену. Такая схема встречается при возведении вышерасположенных перегородок и стен, при этом балка получается вмонтированной в вертикальную конструкцию.

Преимущества и проблемы такого типа строительства многочисленны. Среди преимуществ: повышенная прочность на разрыв, более высокая антисейсмическая безопасность и экономичность. Вызовы возникают из-за различий в свойствах материалов. Три типа испытаний и исследований были проведены тремя различными способами объединения материалов.

Первое исследование касается антисейсмического обеспечения многоэтажных зданий из напряженной древесины. Исследование было проведено в Университете Кентербери в Новой Зеландии и нацелено на разработку нового типа системы композитного строительства и связей для многоэтажных деревянных деревянных панелей из натурального шпона в сейсмических зонах. Считается, что новый тип связей будет способствовать увеличению долговечности деревянных зданий и позволит им оставаться в эксплуатации после землетрясений за счет сокращения числа жертв, а также затрат на ремонт и прекращение работы различных компаний.

Нагрузки на горизонтальное перекрытие

Для расчёта на прочность необходимо знать нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации перекрытия. Самые значительные величины возникают на первом этаже жилого здания. Меньшие значения получаются для мансардных конструкций и чердачных помещений. Напряжения в балке возникают:

В дополнение к этому исследованию в упрощенном варианте комбинированной стальной конструкции, используемой на трех упомянутых мостах Онтарио, была разработана таблица в специальном формате на основе сложной теории для расчета прочности и деформации. Общие характеристики Комбинированные конструкции включают конструктивные и архитектурные преимущества различных материалов, которые могут работать независимо или совместно, но в любом случае их работа улучшается.

В Канаде используются различные типы композитных структур. В Квебеке и Онтарио построены сотни композитных стальных мостов, в которых сталь используется в качестве основного конструкционного материала в виде стальных основных балок, а дерево используется для небольших элементов, например деревянных балок. Эти приложения являются общими и в зданиях, где стали участвовать в качестве опорной рамы, и дерево используется для плоских элементов.

Статическую нагрузку определяет два основных вида напряжения, — прогиб по всей длине и изгиб в месте опоры.

Хотя эти два материала используются совместно во многих местах в Канаде, их первоначальное применение в одной конструкции находится на Западном побережье страны. Часто результатом является сочетание конструкций, в которых сталь и дерево совместно поглощают вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Сочетание дерева и стали становится все более популярным во многих других странах мира, таких как США, Новая Зеландия, Англия. За последнее десятилетие было проведено серьезное исследование комбинированных стальных и деревянных конструкций. Однако доступная информация и детали не систематизируются и труднодоступны для строителей. Это обусловливает необходимость более подробного изучения составных деревянных и стальных конструкций для определения различных комбинаций, преимуществ, трудностей и проблем, связанных с их совместной работой.

1. Прогиб, — получается от веса вышерасположенных элементов. Максимальная стрелка отклонения получается в точке местонахождения объекта с самой большой массой и (или) посередине между опорами.
2. Изгиб или излом , – это разрушение перекладины в точке заделки. Возникает от вертикальной нагрузки, а сама балка, воспринимающая это напряжение, выступает в роли рычага. С определённой величины усилия начинается критический изгиб, приводящий к разрушению поперечной опоры.

Для уменьшения влияния на прочность деревянного поперечного изделия от внутренних конструкций, их стараются располагать в местах нахождения нижних опор. Бытовую технику и мебель по возможности, целесообразно размещать вдоль стен или около разгрузочных конструкций.

Методы объединения древесины и стали в единую конструкционную структуру по существу три, и их можно суммировать следующим образом: структура, система и материал. Структура Так называемая «структура» — это основной тип составной конструкции, в которой используются отдельные структурные элементы из разных материалов. Можно привести множество примеров таких комбинаций. Один из наиболее распространенных видов — кровельные фермы. Например, можно упомянуть структуру фермы на крыше в школе «Саутридж», где упрощаются соединения благодаря сочетанию стальных растягивающих элементов и дерева, вдавленных в элегантную крытую ферму.

Существует достаточно много типов деревянных балок, но наиболее доступны для широкой массы населения – это изделия прямоугольного или овального сечения. В последнем случае, балка представляет собой оцилиндрованное бревно, обрезанное с двух противоположных сторон.

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Общая нагрузка на элементы перекрытия складывается из собственного веса конструкции, веса от внутренних строительных изделий, опирающихся на балки, а также массы людей, мебели, бытовой техники и прочей хозяйственной утвари.

Преимущества деревянных двутавровых балок

Рамки представляют собой еще один тип комбинированной структуры. Система Система представляет собой еще один метод сочетания, когда сталь и дерево собраны в общую конструкционную систему. Одним из примеров такого типа сочетаний являются новые комбинированные деревянные соединения, разработанные исследователями Университета Кентерберийского университета в Новой Зеландии. Подключенные системы этого типа в принципе аналогичны железобетонным структурам, напряженным после бетонирования. Соединения соединяют готовые деревянные элементы, используя отдельные соединения натяжной стали.

Полный расчёт, учитывающий все технические нюансы, достаточно сложен и выполняется специалистами при проектировании жилого дома. Для граждан, возводящих жильё по принципу «самостроя», более удобна упрощённая схема, в которую заложены требования СНиП, оговаривающие условия и технические характеристики деревянных материалов:

В конструкции также встроены продольные стальные арматурные стержни, которые улучшают сейсмическое сопротивление подключенной системы. Материал Этот тип сочетания возникает, когда сталь и дерево одновременно образуют структурный элемент, аналогичный другим типам композитных структур, в которых два разных материала соединены для совместной работы в одном элементе. Этот метод в основном используется для строительства мостов. Примеры включают мосты в Онтарио, где верхняя структура состоит из предварительно напряженных плоских деревянных элементов и стальных балок с использованием поперечных переборок.

• длина опорной части балки, контактирующей с фундаментом или стеной, не должна быть меньше 12 см;
• рекомендуемое соотношение сторон прямоугольника 5/7, — ширина меньше высоты;
• допустимый прогиб для чердачного помещения составляет не более 1/200, межэтажные перекрытия – 1/350.

По СНиП 2.01.07–85 эксплуатационная нагрузка на чердачную конструкцию с лёгким утеплителем из минеральной ваты составит:

Другим примером является мост Бочу в Японии. Объект состоит из ортотропной стальной дорожной плиты, соединенной с двухсторонней деревянной балкой с прямоугольным поперечным сечением. Прочность балок увеличивается на две вертикальные стальные пластины с переменной шириной. Сляб соединен с балками с помощью стальных пластин, которые также работают на сдвиг.

Варианты перекрытия для разных помещений

Комбинация материалов также используется при строительстве жилых зданий, но не так широко распространена. Обычно два деревянных балки объединены с металлической пластиной между ними и болтовым соединением. Такая комбинация возникает при строительстве легких каркасных зданий в Северной Америке. Такие лучи поглощают большие нагрузки в больших отверстиях, чем полностью деревянный луч того же сечения. В Ванкувере, для остановки станции Руперт на Миллениум-Лине, этот тип лучей использовался. Конструкция упора состоит из изогнутых деревянных балок, соединенных стальными панелями, стальными круглыми колоннами и стальными деревянными стойками, которые образуют трехдиапазонную раму.

G = Q + Gn * k, где:

• k – коэффициент запаса прочности, обычно для строений малой этажности принимают значение 1,3;
• Gn – норматив для подобного чердака, равный 70 кг/м²; при интенсивном использовании чердачного пространства значение составит не менее 150 кг/м²;
• Q – нагрузка от самого чердачного перекрытия, равная 50 кг/м².

Пример расчёта

Дано:

Крыша состоит из легкой стальной панели, поддерживаемой склеенными деревянными столиками. Преимущества стальных деревянных конструкций. Хотя сталь и дерево представляют собой два очень разных материала, объединение их в общую конструкцию может принести ряд преимуществ, учитывая свойства и качества каждого из них, чтобы преодолеть их недостатки. Глубокое понимание и изучение свойств этих материалов имеет важное значение для проектирования таких составных структур. Инженеры и архитекторы должны учитывать силу каждого материала и знать, при каких условиях каждый из них работает лучше всего.

• чердак в жилом доме, использующийся для хранения различного хозяйственного инвентаря;
• для утепления применён керамзит с лёгкой бетонной стяжкой.

Общая нагрузка составит G = 50 кг/м² + 150 кг/м² * 1,3 = 245 кг/м².

Исходя из практики, средние усилия на мансардном этаже не превышают значений в 300–350 кг/м².

Для межэтажных перекрытий величины находятся в диапазоне 400–450 кг/м², причём большее значение следует принимать при расчётах первого этажа.

В то время как сталь лучше всего работает при напряжении, дерево лучше реагирует на сжатие. Поэтому, при строительстве композитной стальной конструкции, дерево должно быть предусмотрено в прессованной части, а сталь — на стороне растяжения. Желание архитекторов заключается в более грубом, так называемом «деревенском» влиянии на тип конструкции крыши. То же самое должно быть видно посетителям в фойе здания, где выставлены экспонаты, связанные с историей города. Структура фермы предназначена для поддержки крыши.

В этой несущей конструкции стальная часть находится на стороне натяжения, а на прессовой стороне — клееный брус. Сочетание стали и древесины улучшает устойчивость конструкций к землетрясениям. Дерево имеет высокое соотношение прочности и веса элементов, что делает деревянные конструкции светлее, чем у других строительных материалов. Это небольшой вес, который выгоден для сейсмических событий. Учитывая тот факт, что сейсмическая сила пропорциональна массе конструкции, можно ожидать, что легкие деревянные конструкции, которые должным образом спроектированы и построены, будут лучше работать при землетрясениях.

Совет. При выполнении перекрытий целесообразно принимать значения нагрузок, превышающие расчётные на 30–50%. Это повысит надёжность конструкции в целом и увеличит общий срок эксплуатации.

Как рассчитать необходимое количество балок

С другой стороны, сталь дает пластичность деревянной конструкции. Пластичность — это способность структуры развивать пластические деформации и отвлекать сейсмическую энергию, не разрушая ее. Поэтому желательно, чтобы здание обладало сходными свойствами, учитывая внезапный характер сейсмических событий, поскольку они позволят рассеивать сейсмическую энергию. Они покрыты сталью, чтобы лучше передавать сейсмические силы. Дерево является экологическим строительным продуктом из-за сокращения выбросов углекислого газа.

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

В эту эпоху глобального потепления стратегии устойчивого развития не просто необходимы, но все чаще навязываются большинством правительств. Дерево, как наиболее устойчивый, природный и возобновляемый строительный материал, нуждается в более широком распространении в строительной отрасли. Однако продукты, такие как клееные деревянные элементы и обработанные деревянные компоненты, считаются продуктом строительной отрасли из-за производственного процесса. Хотя склеивание и ламинирование увеличивают прочность и снижают влажность древесины, они также делают материал, пригодный для вторичной переработки, как и многие другие изделия из дерева.

Число поперечных опор определяется нагрузками, приходящиеся на них, и максимальным прогибом чернового покрытия, выполненного, например, из доски или фанеры. На их жёсткость влияет собственная толщина изделий и шаг между точками опоры, то есть, расстояние от соседних балок.

Для помещения с малой эксплуатацией (чердак), допускается использовать доску толщиной не менее 25 мм, при шаге между опорами 0,6–0,75 метра. Межэтажное перекрытие жилой зоны целесообразно осуществлять половой доской с размером не менее 40 мм и расстоянием по ближайшим точкам крепления не более 1 метра.

Таким образом, до 30% потерь древесины образуются, а некоторые из положительных сторон дерева теряются в качестве экологического строительного материала, учитывая, что он является возобновляемым ресурсом. С другой стороны, сталь может быть переработана в значительной степени, поэтому сочетание древесины и стали дает положительный результат с точки зрения экологии и устойчивого строительства.

Выбор расчетной схемы

В Канаде и в большинстве других стран мира строительные стандарты налагают ограничения на высоту и площадь деревянных конструкций с точки зрения противопожарной защиты, но нет ограничений на использование древесины с негорючим материалом, таким как сталь. Хотя древесина является горючим материалом, здания, построенные из твердых деревянных конструкционных элементов, обладают отличными огнестойкими свойствами.

Пример расчёта

Чердачное пространство. Длина между стенами составляет 5 метров. Слабая эксплуатационная нагрузка, — хранение всякой утвари. Настил осуществляется из обрезной сухой доски хвойных пород толщиной 25 мм. Принимая максимальный шаг в 0,75 метра, количество опорных точек должно составить:

5 м / 0,75 м = 6,67 шт., округляя до целого числа в большую сторону – 7 балок.

Тогда уточнённый шаг равен:

5 м / 7 шт = 0,715 м.

Межэтажное перекрытие. Длина между стенами 5 метров. Первый этаж с максимальной нагрузкой. Черновой пол выполняется из изделия с размером 40 мм. Шаг по опорам принимается в 1 метр.

Количество точек крепления составляет : 5 м / 1 м = 5 шт.

Совет. Несмотря на невысокую нагрузку, приходящуюся на чердачное пространство, целесообразно применять требования, относящиеся к межэтажным перекрытиям, — в будущем может появиться вероятность перестройки в жилое мансардное помещение.

Как рассчитать необходимое сечение традиционной деревянной балки перекрытия

Прочностные характеристики опорного элемента определяются геометрическими параметрами, — длиной и поперечным сечением. Длина, как правило, даётся из внутренних размеров межстенного пространства и закладывается на стадии проектирования здания. Второй параметр, — сечение, можно изменять в зависимости от предполагаемых нагрузок в процессе строительства.

Пример расчёта

Чтобы избежать достаточно мудрёных математических выкладок, приводим рекомендуемые данные, которые сведены в таблицу. При имеющихся размерах пролёта и шага, можно определить примерное сечение бруса или диаметр бревна. Расчёт осуществлялся исходя из усреднённой нагрузки в 400 кг/м²

Таблица 1

Сечение прямоугольного бруса:

Таблица 2

Диаметр оцилиндрованного бревна:

Примечание: В таблицах приведены минимальные допустимые размеры. При проектировании собственного здания, необходимо принимать те размеры деревянных изделий, которые присутствуют на местном строительном рынке региона, причём значения требуется округлять в большую сторону.

Совет. При отсутствии необходимого бруса, его можно заменить досками, скреплёнными между собой посредством столярного клея и саморезов. Ещё один вариант усиления – увеличить сечение бруса, добавив к его боковым сторонам доски определённой толщины.

Совет. Продлить срок службы и снизить показатель горючести поможет обработка специальными огне– и биозащитными средствами. Кроме этого, такая операция способствует небольшому увеличению прочности деревянных изделий.

Совет. Тем, кто всё-таки желает провести математические изыскания, по расчётам деревянных балок, для перекрытий, целесообразно заглянуть в интернет с этим вопросом, — имеется достаточное количество сайтов, на которых выложены электронные калькуляторы по определению параметров элементов силовых конструкций.

Если в частном доме на внутренней конструкции планируется устройство перекрытия, состоящее из деревянных балок, важной составляющей подготовительного этапа станет расчет точных размеров, лучшего сечения реек и шаг, который следует отступать между ними. Рассчитывать размеры и количество реек необходимо, прежде всего, для экономии средств, а также, чтобы избежать недостачи стройматериала.

В Интернете сегодня предлагается масса интернет–калькуляторов, которые позволяют сделать расчет максимально простым и быстрым. Первично исчисление предполагает определение разновидности используемых балок:

• балки бывают цельными;
• склеенными из досок;
• склеенными из шпона;
• частью срезанного бревна.

Какие замеры потребуются

Деревянные балки перекрытия, вернее точное их количество, определяется исходя из таких данных, которые замеряются строительной рулеткой:

• размеры пролета, на который будут фиксироваться рейки;
• варианты фиксации к настенным конструкциям, а именно глубина, предполагаемая для крепежей;
• оценка нагрузки, действующая непосредственно при эксплуатации;
• шаг и сечение определяются чаще по специальным таблицам.

Деревянные балки перекрытия и их длина

Длина реек перекрытия зависит от размеров пролета, на котором разворачиваются строительные работы, плюс желательно учесть небольшой запас, требующийся для того, чтобы поместить деревянные балки в стену. Длину можно измерить самому, а вот размеры глубины зависят от используемого материала.

Например, если стены сделаны из кирпича или была применена блочная система, деревянные балки перекрытия уходят в так называемые гнезда, глубина их варьируется в пределах 100-150 мм. Деревянные сооружения следует оснастить зарубками глубиной в 70 мм. Предполагаемое применение металлических крепежей, всевозможных хомутов, уголков определяет размеры реек, равных пролету. Есть желание соорудить свес крыши, деревянные балки перекрытия выводятся за пределы дома на 30-50 см.

Самые оптимальные размеры пролета, перекрывающего балки, колеблются в пределах 2,5-4 м. Специалисты не рекомендуют превышать длину рейки более чем на 6 м, в противном случае лучше закупить клееный брус или в качестве опор использовать промежуточные стены, колонны.

Схема расчета нагрузки на перекрытии

Нагрузка, которая действует в отношении перекрытия деревянных реек, состоит из нескольких видов нагрузки:

1. Собственная масса деталей перекрытия.
2. Постоянная или, наоборот, временная нагрузка, к примеру, если на верхнем этаже установлена мебель, бытовые приборы. оборудование.

Чердачное перекрытие, которое не удерживает вещи, хлам, а только учитывает массу легкого утеплителя по типу минеральной ваты или пенопласта и собственный вес, принимается в величине 50 кг/кв. м. Исходя из этого, нагрузка по эксплуатации перекрытия вычисляется:

70 × 1,3 = 90 кг/кв. м, 70 – единственно принятое неизменное значение нагрузки для чердака, а 1,3 – показатель запаса.

Рассчитаем общую нагрузку:

(50 + 90) × 1,3 + 50 = 232 кг/кв. м, округляем до 240 кг/кв. м.

Для чердачного перекрытия, где обустроена мансарда, следует добавить вес напольной конструкции, перегородок и мебели. Тогда нагрузка повышается до значения в 300-350 кв. м. Прибавляем вес нескольких жителей и посетителей здания и получаем нагрузку 350-400 кг/кв. м.

Пошаговое руководство по расчету размеров деревянных реек

Когда установлена возможная нагрузка на деревянные балки перекрытия, самое время приступить к вычислению сечения деталей и расстояния между ними при фиксации. Для примера возьмем нагрузку в 300 кв. м и пролет в 6 м. Тогда сечение балки предполагает использование формулы:

Размеры сечения = (20 × 22Н) / (В = 25). Эта формула создана ведущими инженерами и проектировщиками. Итак, получаем: (20 × 22) / 25 = 17,6 см – идеальные размеры деревянных балок перекрытия.

Что касается высоты, стоит изучить пропорциональность показателя толщине материала, который выбран в качестве надежного утеплителя. Между рейками в идеале следует закладывать не менее 30 см, но и не более 1,2 м. Ориентируйтесь на размеры блоков утепляющего полотна, фиксирующегося в межбрусочном пространстве, или на панели подшивки потолочной плоскости.

Шаг фиксации бруса должен соответствовать шагу стоек каркасной основы, как утверждают профессионалы, этот простой прием позволит добиться лучшей жесткости установки, надежности и прочности конструкции.

Если вы все еще не уверены в собственных силах, просчитывая размеры деталей, необходимых для обустройства перекрытия, изучите справочную информацию технических учебников, которая для удобства представлена в табличном варианте.

Расчет толщины деревянных балок перекрытий

Деревянные балки перекрытия — самый распространенный вариант организации межэтажных перекрытий в дачных деревянных домах. Неправильный расчет сечения и шага балок приводит к тому, что пол будет «играть» и прогибаться под нагрузкой, что приносит обитателям такого дома определенные неудобства.

Если в качестве балок используется прямоугольный брус и межэтажные перекрытия будут утеплятся плитами минеральной ваты, имеющими стандартный размер 600*1000 мм,  ориентироваться следует на нижеследующую таблицу:

Таблица сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400кг/м2.

Если же в качестве балок перекрытий используются круглые бревна, воспользуйтесь таблицей ниже:

Минимальный допустимый диаметр круглых бревен, используемых в качестве балок междуэтажных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м²

Каковы преимущества деревянных балок в случае дачного строительства? Во первых, это экологичность материала, легкость обработки и подгонки, небольшой вес деталей, низкая теплопроводность. Недостатки: более низкая механическая стойкость (тонкие балки прогибаются под нагрузкой), необходимость антисептирования.

Деревянные балки допустимо использовать на пролетах до 7,5 метров.

Калькулятор деревянных балок — пролеты балок, деревянные балки, клееные балки и балки для фальцевых балок

Для каких проектов подходят калькуляторы?
Калькуляторы предназначены для бытовых проектов.

Мне нужен только единичный расчет, мне он подходит?
Да, просто оформите ежемесячную подписку и отмените ее, как только закончите.

Учитываются ли в калькуляторах стали европейские размеры сечения?
Да, калькулятор стальной балки Еврокода включает профили IPE и другие стандартные европейские размеры сечений.Он также включает разделы UB, UC и PFC. Недвижимость в британском разрезе предоставлена ​​Tata Blue Book, европейская часть — ArcellorMittal Orange Book.

Могу ли я использовать стандартные / метрические единицы измерения США?
Во всех калькуляторах используются метрические единицы, кроме калькулятора США, в котором используются стандартные единицы измерения США.

В каком формате бывают отчеты?
Расчеты можно загрузить или отправить по электронной почте в виде файла PDF.

Что делать, если мне нужна нагрузка, которой нет в раскрывающемся списке?
Если вам нужно использовать нагрузку, которой нет в раскрывающемся меню, выберите «другое» в нижней части списка и введите сведения о нагрузке вручную.

Будут ли калькуляторы работать на моем ПК / Mac / планшете?
Да, калькуляторы работают в вашем браузере на любом устройстве, подключенном к Интернету, включая ПК, Mac и планшеты.

Насколько точны калькуляторы?
Мы сравниваем калькуляторы с различными источниками. К ним относятся примеры организаций по стандартизации, институтов, торговых организаций и учебники. Мы также сравниваем наши результаты с другими инженерными программами.

Мы используем автоматизированные модульные тесты и сквозные тесты для моделирования десятков или сотен примеров расчетов, охватывающих широкий спектр сценариев использования для каждого калькулятора.

Мы также используем наши основные вычислительные машины для воссоздания и сравнения наших результатов со стандартными отраслевыми таблицами (такими как Синяя книга, Оранжевая книга и таблицы пролетов древесины).

Наши калькуляторы обычно проходят недели или месяцы бета-тестирования и итераций и, наконец, аудит независимым дипломированным инженером-строителем перед выпуском.

Заявление об ограничении ответственности: Все программное обеспечение для проектирования основано на приблизительных оценках и стандартах, которые могут быть открыты для интерпретации и могут изменяться.Эти калькуляторы следует использовать только в том случае, если у вас достаточно знаний для правильной оценки нагрузок, поддерживаемых элементами, обоснованности вывода программы, общей производительности конструкции и пригодности предлагаемой конструкции. Результаты следует проверять на себе, а все расчеты проверять самостоятельно.

Расчет нагрузок на коллекторы и балки — Строительная техника

Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте в архивных целях.Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.

Понимание того, как нагрузки передаются через конструкцию и действуют на элементы конструкции, является первым шагом к определению размеров коллекторов и балок

Пол Физетт — © 2005

Большинство строителей автоматически выбирают двойные заголовки -2 x 8 или -2 x 10 для обрамления окон и дверей в каждом доме, который они строят. Эти коллекторы работают для поддержки большинства жилых помещений и по совпадению удерживают верхние части окон на одинаковой высоте.Замечательное решение, но эффективно ли это и экономично ли использование материала? То же самое верно и для балок, таких как конструкционные коньковые балки и центральные балки. Слишком часто строители собирают брус размером 2 дюйма, чтобы выдержать нагрузки на крышу и пол, не рассматривая другие варианты. Вы не сможете превзойти пиломатериалы для большинства небольших оконных коллекторов, но по мере увеличения пролётов и нагрузок более прочные материалы становятся лучшим выбором. Пиломатериалы ограничивают возможности дизайна и в некоторых случаях просто не работают. Parallam, Timberstrand, Laminated Veneer Lumber и Anthony Power Beam — примеры альтернативных материалов, которые предоставляют строителям захватывающий выбор.

В этой серии из двух частей мы рассмотрим, как пиломатериалы и эти инженерные материалы подходят для использования в качестве коллекторов и балок. Часть I покажет вам, как отследить структурные нагрузки до коллекторов и балок. В части II будут рассмотрены процедуры определения размеров, характеристики и стоимость этих материалов для нескольких приложений (см. «Определение размеров проектируемых балок и коллекторов» для части 2).

Делаю работу

Работа коллекторов и балок проста. Они передают нагрузки сверху на фундамент снизу через сеть конструктивных элементов.Идея определения размеров коллекторов и балок проста: сложите все временные и статические нагрузки, действующие на элемент, а затем выберите материал, который будет выдерживать нагрузку. Балка должна быть достаточно прочной, чтобы не ломаться (значение Fb), и достаточно жесткой, чтобы она не прогибалась чрезмерно под нагрузкой (значение E). Однако процесс определения размеров этих структурных элементов может быть сложным, если вы не инженер. Вот упрощенный подход, который поможет вам указать подходящий материал для многих приложений.

Первый шаг такой же для пиломатериалов и конструкционных древесных материалов: сложите все нагрузки, действующие на жатку или балку, а затем преобразуйте эту нагрузку в , какую нагрузку будет ощущать каждая прямая опора жатки или балки . Говоря лучевым языком, вы говорите: этот заголовок должен нести X-фунтов на линейный фут. Этот перевод является ключом к любой проблеме определения размеров конструкции. Вооружившись этой информацией, вы можете определить минимальный размер, пролет или силу балки (кредит джулио). Размеры инженерных деревянных компонентов определяются с помощью таблиц пролетов, которые соответствуют различным пролетам и фунтам на фут балки.Для пиломатериалов необходимо произвести математические расчеты.

считаются либо распределенных , либо точек нагрузок. Слой песка, равномерно распределенный по поверхности, является примером чистой распределенной нагрузки. Каждый квадратный фут поверхности испытывает одинаковую нагрузку. Текущие и статические нагрузки, указанные в строительных нормах и правилах для крыш и полов, являются приблизительными значениями распределенных нагрузок. Точечные нагрузки возникают, когда груз накладывается на одно место в конструкции, например на колонну.Нагрузка на опорную конструкцию распределяется неравномерно. Анализ точечной нагрузки лучше доверить инженерам. Мы будем рассматривать только распределенные нагрузки. Это позволит нам определять размеры балок для наиболее распространенных приложений.

Рисунок 1

Давайте проследим распределенные нагрузки для нескольких разных домов. Предположим, что все они расположены в одном климате, но имеют разные пути загрузки из-за конструкции. Эти примеры показывают, как распределенные нагрузки распределяются между элементами конструкции.Наши образцы домов находятся в районе, где снеговая нагрузка составляет 50 фунтов на квадратный фут площади крыши (снег рассматривается как временная нагрузка). Само собой разумеется, что в более теплом климате снеговая нагрузка, вероятно, была бы меньше, поэтому вам необходимо проверить свою кодовую книгу на предмет временных и статических нагрузок в вашем регионе. Все нагрузки указаны в фунтах на квадратный фут горизонтальной проекции (площадь пятна контакта). (СМ. РИСУНОК 1)

Рисунок 2

Здесь каждый квадратный фут кровельной системы обеспечивает 50 фунтов действующей нагрузки и 15 фунтов статической нагрузки (всего 65 фунтов на квадратный фут) на систему несущей конструкции.Помните, что эти нагрузки равномерно распределяются по всей поверхности крыши. Наружная стена (и коллекторы внутри) будут нести все нагрузки от средней точки дома (между опорными стенами) к внешней стороне дома (включая свес крыши). Расстояние в этом случае составляет 12 футов + 2 фута = 14 футов. Таким образом, каждый линейный фут стены должен выдерживать нагрузки, создаваемые полосой шириной 1 фут в этом районе 14 футов. С технической точки зрения стена имеет ширину притока 14 футов. Отсюда мы легко можем видеть, что каждая линейная опора стены поддерживает:

Условия:

Важно перечислить временную нагрузку, постоянную нагрузку и общую нагрузку отдельно, поскольку временная нагрузка используется для расчета жесткости, а общая нагрузка используется для расчета прочности.

Рисунок 3

Этот дом идентичен нашему первому примеру, за исключением того, что он построен из палки. В результате временная нагрузка, статическая нагрузка и распределение сил различны. В отличие от стропильной крыши, временная нагрузка и собственная нагрузка на стропила и балки перекрытия должны учитываться как отдельные системы. Поскольку чердак можно использовать для хранения, временная нагрузка на чердачный этаж в соответствии с нормами установлена ​​на уровне 20 фунтов на квадратный фут.

Условия:

Рисунок 4

Опять же, у этого дома такая же ширина, но у него 2 уровня.Нагрузки на нижний коллектор создают крыша, верхние стены и система 2-го этажа. В Стандартах архитектурной графики вес внешней стены размером 2 × 6 составляет 16 фунтов на фут ² . Таким образом, стена высотой 8 футов весит 8 футов x 16 фунтов / фут ² = 128 фунтов на линейный фут. На жатку доставлено:

Условия:

Балки

Рисунок 5 — На этом рисунке показаны 2 конструктивных элемента: несущая балка конька и центральная балка.У обоих есть приток площадью 12’0 ″. Нагрузка на фут балки определяется так же, как и для жаток.

Условия коньковой балки

Пример фермы

Центральная балка несет половину нагрузки на пол, нагрузку на перегородку и половину нагрузки на второй этаж.Текущие и статические нагрузки указаны в строительных нормах и правилах. Вес перегородки указан в Стандартах архитектурной графики как 10 фунтов на квадратный фут.

B) Состояние балок первого этажа

Резюме

Эти примеры являются типичными для типов вычислений, которые вам необходимо выполнить для определения равномерной нагрузки, которая распределяется на балку или коллектор.Вы должны установить, какую нагрузку принимает каждая прямая опора жатки или балки. Следующим шагом будет использование технической литературы любой из компаний, производящих деревянные компоненты, для определения пролета и размера балки. Все они соотносят допустимые пролеты с нагрузкой на фут балки. Списки пролетов основаны на допустимом прогибе, динамической нагрузке и статической нагрузке, которые перечислены в вашей книге строительных норм. В части 2 «Определение размеров инженерных коллекторов и балок» мы сравниваем стоимость и характеристики некоторых деревянных изделий с пиломатериалами.

Все иллюстрации любезно предоставлены Journal of Light Construction.

Заголовки и балки: таблицы выбора размеров

Таблицы с выбором размеров для различных пролетов балок и комбинаций нагрузок для размерной пиломатериала Southern Pine и клееного бруса Southern Pine доступны для следующих областей применения:

• Заглушки для окон, дверей и гаражных ворот — только поддержка нагрузки на крышу
• Заглушки для окон, дверей и гаражных ворот — Несущие нагрузки на крышу, стены и пол
• Балки перекрытия
• Балки края перекрытия
• Коньковые балки

Условия нагрузки подробно описаны ниже.Для каждого приложения доступна загрузка в формате PDF.

См. Также Допущения для разработки таблиц. См. Публикацию SFPA Southern Pine Headers и Beams (загрузите в разделе Publications) , которая включает в себя весь выбор размеров и таблицы допустимых нагрузок.

Как определить расстояние между балками перекрытия навеса [Простое руководство]

Когда я строил свой первый сарай, меня интересовало правильное расстояние между балками пола сарая.При этом я столкнулся с несколькими вопросами относительно того, какой размер пиломатериалов мне следует использовать и как лучше всего выполнить работу правильно.

Итак, каково правильное расстояние между балками перекрытия сарая? Расстояние между балками в вашем сарае 16 дюймов по центру даст вам ощущение большей жесткости с меньшим отскоком и увеличит несущую способность пола. Хотя вы можете быть в порядке с пролетом балок в 24 дюйма, пол будет максимально доведен до предела.

При строительстве вашего первого сарая может возникнуть множество других факторов и соображений. Ниже приведены некоторые из других вопросов и проблем, с которыми я столкнулся во время строительства моего первого сарая.Надеюсь, это краткое руководство может превратить этот проект в прогулку по парку для вас.

Как далеко должны быть балки перекрытия для сарая?

Итак, как далеко должны быть друг от друга балки пола для сарая? Ответ в том, что это зависит от нескольких факторов. Вес, который будет лежать на полу, будет важным фактором при определении размера и расстояния между балками. Кроме того, у вас могут быть строительные нормы и правила, которых следует придерживаться, которые также могут сыграть роль в вашем общем расстоянии между балками.

Некоторые из важнейших факторов, которые необходимо учитывать при выборе расстояния между балками, — это такие факторы, как размер пиломатериалов, сорт пиломатериалов, нагрузка и порода древесины. В большинстве случаев предпочтительной древесиной для строительства будет сосна.

Строительные нормы и правила обычно строятся на основе инженерных требований. Во многих случаях стандартным шагом для балок перекрытия сарая будет 16 дюймов, но это лишь приблизительные рекомендации.

Два возможных варианта: более широкий 24 дюйма и более узкий 12 дюймов.2x8s часто используются для этих проектов. Стандартно 2 × 8 имеют толщину 1 дюйма. В этой ситуации потребуется, чтобы балки перекрытия находились на расстоянии 12 или 24 дюймов друг от друга по центру .

При строительстве каркаса сарая следует учитывать и другие факторы. Давайте углубимся в некоторые из них.

Балка перекрытия какого размера мне нужна?

Самым распространенным вариантом для вашей балки перекрытия является стандартная 2 × 6 . 2 × 8 обеспечит несколько дополнительных преимуществ и некоторые преимущества, но в целом 2 × 6 является наиболее часто используемым и экономичным вариантом для строительства пола сарая.

Чтобы получить более точные числа, вы можете использовать таблицы и калькуляторы, которые помогут вам сузить более точные измерения. При использовании калькулятора введите необходимую информацию о ширине этажа, длине этажа и расстоянии между центрами. Это измерение даст вам только необходимое количество балок. Это хорошее начало, но необходимо больше.

Как я могу рассчитать расстояние между балками перекрытия для моего сарая?

Калькулятор поможет вам с основной частью уравнения.Теперь нам нужно обработать фактическую часть уравнения, касающуюся перекрытия / расстояния между балками. Для начала, вот отличный калькулятор, который может рассчитать расстояние между балками в зависимости от породы дерева, размера и расстояния между балками.

Кроме того, этот калькулятор также позволит вам рассчитать общее количество балок перекрытия, необходимое для завершения вашего сарая, на основе предоставленных вами измерений.

Также могут быть задействованы другие факторы, такие как пролет и сорт пиломатериала. После этих определений вы должны быть готовы с легкостью погрузиться в цифры для вашего интервала.

2 × 4 или 2 × 6 или 2 × 8 для одноэтажного перекрытия: что лучше?

Определение пиломатериалов какого размера для пола сарая также может быть пугающим. Что вы должны использовать: 2 × 4, 2 × 6 или 2 × 8? В большинстве сценариев вы будете использовать 2 × 6 или 2 × 8 , но есть исключения.

Размер также зависит от нагрузки. Что вы планируете поставить в сарае? Если вы собираетесь хранить большие предметы, вам понадобится балка перекрытия большего размера, например, 2 × 6 или 2 × 8. Если вы храните легкие предметы, вы можете выбрать меньший размер.

Примечание , вариант 2 × 4 редко используется , если в ваши планы не входит очень маленький сарай без намерения занимать много места для хранения.

Поэтому, прежде чем принимать окончательное решение о размере, спросите себя: «, для чего я собираюсь использовать этот навес и что я планирую хранить в нем?» Это должно помочь вам сделать правильный выбор.

Что делать, если мой сарай построен на бетонной плите?

Если вы строите навес на бетонной плите, вам не нужно беспокоиться о конструкции и планировке балки перекрытия.Однако, если ваш сарай находится на другом основании, таком как бетонные опоры, блоки настила, бетонные блоки или салазки, вы можете использовать 2 × 6 для достижения оптимальных результатов.

Как далеко можно пролететь балку перекрытия 2 × 6?

Опять же, это зависит от факторов, от породы дерева, сорта и предполагаемой нагрузки на дерево — все это имеет значение.

Однако, при вводе балок перекрытия SPF 2 × 6 в вычислитель балок перекрытия, упомянутый выше, вы получите максимальный пролет 9 футов 8 дюймов с минимальной длиной опоры 3 дюйма на каждом конце с 12-дюймовыми центрами.Это приблизительный ориентир. Эмпирическое правило — это 6-футовый пролет с 2 × 6 на 16-дюймовых центрах. Чем больше нагрузка, тем ближе должны быть балки.

Как далеко можно пролететь балку перекрытия 2 × 8?

Примените те же правила и убедитесь, что вы добавили в уравнение все необходимые вычисления. При условии, что все равно , ваш максимальный пролет пола с SPF 2 × 8 будет 12 футов 8 дюймов с минимальной длиной опоры 4 дюйма при 12-дюймовых центрах. Эмпирическое правило — 8-футовый пролет с 2 × 8 при 16-дюймовом центре.

Сколько веса может выдержать 2 × 8?

Количество веса, которое может выдержать 2 × 8, будет зависеть от пролета балки и расстояния до следующей балки. Поскольку вы можете пролететь 13 футов с балкой SPF 2 × 8 на центрах 16 дюймов, но в конечном итоге вы решите пролететь только 8 футов с балкой на 12 дюймовых центрах, весовая нагрузка увеличивается. Это увеличит вес, который может выдержать 2 × 8, с максимальной нагрузки 30 фунтов / фут² до 60 фунтов-сил / фут²; значительное увеличение!

Переменные вступают в игру при максимальных нагрузках.Например, другие элементы, такие как общий интервал, материал пола и добавление дополнительных опор средней длины, влияют на ваши максимальные значения. Еще одно соображение — это статическая нагрузка по сравнению с временной нагрузкой. Стационарный груз отличается от движущегося.

Не торопитесь, убедитесь, что вы учитываете все аспекты и аспекты проекта, чтобы гарантировать, что вы завершаете проект безопасным, совместимым и точным образом.

Следует ли использовать обработанную под давлением древесину для пола сарая?

Вам может быть интересно, следует ли использовать обработанную под давлением древесину для пола сарая? Да, пиломатериалы, обработанные под давлением, — лучший вариант для пола вашего сарая. Однако имейте в виду, что это не является обязательным требованием. Вы все еще можете использовать древесину, не обработанную под давлением.

Проблема, с которой вы можете столкнуться, если не будете использовать обработанную под давлением древесину для пола сарая, заключается в том, как долго она прослужит. Пол, расположенный близко к земле, не прослужит так долго, если используется древесина, не обработанная под давлением.

Не забудьте также использовать древесину, обработанную давлением при контакте с землей, для любого каркаса, который будет касаться земли. Пиломатериалы, обработанные под давлением, также необходимы для открытых участков сарая, которые могут подвергаться воздействию погодных условий и воды.

Связанные вопросы

Могу ли я использовать 2 × 4 в качестве пола под навесом? Рекомендуется использовать пол 2 × 4 только в том случае, если вы строите крошечный сарай, в котором в будущем не планируется использовать складские помещения для тяжелых условий эксплуатации.

Заключение

При выборе конструкции пола сарая и расстояния между балками в игру вступают многие переменные. Однако следование общим рекомендациям и проверка в строительном отделе — это всегда хорошее начало. Основывайте свое решение на всех факторах, обсуждаемых в этом посте, а также на том, как вы планируете использовать свой навес.Удачи в вашем проекте!

Евгений был энтузиастом DIY большую часть своей жизни и любит проявлять творческий подход, вдохновляя на творчество других. Он страстно увлекается благоустройством, ремонтом и обработкой дерева.

— Калькулятор стальных балок

На этой странице показаны некоторые общие строительные работы, для которых можно использовать калькулятор.

1 Пример первый

Домашнее жилище с учетом ненесущих деревянных перегородок на балках перекрытий.

Это типичный пример снятия несущей стены на уровне первого этажа, стальная балка требуется для поддержки балок первого этажа и ненесущих деревянных перегородок над предлагаемым проемом в стене.

Единая UDL (равномерная распределенная нагрузка) была введена в калькулятор с двумя загрузками:

Первая загрузка: «Деревянный пол (домашнее жилище)»

Переменная: 1,5 кН / м2, Постоянно: 0.6кН / м2

Вторая загрузка: «Легкие деревянные перегородки на плане этажа»

Переменная: 0,25 кН / м2, Постоянно: 0 кН / м2

Выбрана стальная балка (178 х 102 х 19 УБ С275) длиной 3 м.

Калькулятор подготовил отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.

2 Пример второй

Это типичный пример снятия несущей стены на уровне первого этажа, стальная балка требуется для поддержки балок потолка, ненесущих деревянных перегородок, балок первого этажа и кирпичной стены над предполагаемым проемом в стене. .

Одна UDL (равномерная распределенная нагрузка) была введена в калькулятор с четырьмя нагрузками:

Нагрузка 1: «Потолок под скатной крышей»

Переменная: 0,25 кН / м2 Постоянно: 0,3 кН / м2 Ширина груза перпендикулярно балке или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м

Загрузка 2: «Кирпичная кладка 102,5 мм + штукатурка или штукатурка с обеих сторон»

Переменная: 0 кН / м2, Постоянно: 2,45 кН / м2 Ширина груза, перпендикулярного балке, или высота груза, поддерживаемого балкой: 2.8м

Нагрузка 3: «Легкие деревянные перегородки на плане этажа»

Переменная: 0,25 кН / м2, Постоянно: 0 кН / м2 Ширина груза перпендикулярно балке или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м

Загрузка 4: «Деревянный пол (жилой дом)»

Переменная: 1,5 кН / м2, Постоянно: 0,6 кН / м2 Ширина груза перпендикулярно балке или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м

Выбрана стальная балка (178 х 102 х 19 УБ С275) длиной 3 м.

Калькулятор подготовил отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.

3 Пример третий

Отчеты, созданные калькулятором, показывают, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах для обеих балок.

4 Пример четвертый (стальная коньковая балка)

Калькулятор подготовил отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.

5 Пример пятый (стальная балка Calc, поддерживающая балки плоской крыши)

Калькулятор подготовил отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.

6 Пример шестой (чердак)

Калькулятор подготовил отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балок находятся в безопасных пределах.

Общие сведения о перекрытиях перекрытий

Здравый смысл подсказывает вам, что большие балки перекрытия могут нести большую нагрузку, а расстояние между балками, расположенное ближе друг к другу, также увеличивает несущую способность пола. Но больше не всегда лучше, когда строители строят дом или добавляют дополнительную комнату. Например, дополнительные два дюйма вертикального расстояния, когда пол обрамлен балками 2 x 10, а не 2 x 12, могут быть весьма важны. Таким образом, перед строителями стоит задача выбрать балки, соответствующие нагрузке, которую они несут, и при этом максимально увеличить пространство.

Расчет грузоподъемности и выбор правильных размеров и расстояния между балками перекрытия — задача более сложная, чем вы можете себе представить, поскольку здесь играет роль множество переменных:

• Порода древесины
• Сорт пиломатериалов
• Ширина и толщина досок
• Расстояние между балками
• Груз на полу
• Длина перекрытия балок

Также доступны деревянные балки перекрытий, которые имеют свои собственные требования к размерам и интервалам.

Породы древесины

Различные породы древесины имеют разные прочностные характеристики, причем одни из них имеют гораздо более высокую прочность на изгиб, чем другие. В целом, у медленнорастущих видов больше годичных колец на дюйм и, следовательно, они значительно сильнее, чем у быстрорастущих деревьев. Это также верно для деревьев одного и того же вида — когда условия вызывают медленный рост, древесина дерева будет прочнее.

К распространенным видам, используемым в домашних условиях, относятся:

• Сосна южная желтая и пихта Дугласа обладают высокой прочностью на изгиб.
• Болиголов, ель и красное дерево имеют среднюю прочность на изгиб.
• Кедр красный, сосна восточная и сосна пондероза имеют низкую прочность на изгиб.

Пиломатериал Сорт

Чем меньше дефектов содержится в куске пиломатериала, тем он будет прочнее. Пиломатериалы более высоких сортов (чистые, отборные или 1) имеют меньше дефектов и, следовательно, будут прочнее. Распространенный выбор для строительства каркаса — пиломатериалы двух сортов. Несмотря на то, что они не такие прочные, как у более высоких сортов, дефектов в пиломатериалах двух сортов обычно недостаточно, чтобы серьезно ослабить доски.Избегайте использования пиломатериалов трех или четырех сортов для каркасных конструкций. Если вы собираете доски вручную, проверьте их на наличие сучков и других недостатков.

Размер пиломатериала

На прочность данной доски балки наиболее сильно влияет ширина доски от верха до низа. Ширина гораздо важнее, чем толщина доски. Например, балка, сделанная из сдвоенных балок 2 x 6, может охватывать расстояние примерно на 25 процентов больше, чем простая балка 2 x 6, но балка 2 x 12 может охватывать примерно на 80 процентов больше, чем балка 2 x 6, даже если она имеет такое же расстояние. из дерева в виде сдвоенных 2 х 6.

Нагрузка

Пролет балки также зависит от веса пола. Нагрузки на перекрытие описываются двумя измерениями: статическая нагрузка и временная нагрузка.

Собственная нагрузка для жилищного строительства обычно составляет около 10 фунтов на квадратный фут. Статическая нагрузка рассчитывается путем сложения веса строительных материалов и деления на квадратные метры.

Термин «временная нагрузка» относится к общей нагрузке, которую несет пол, включая мебель, людей и другие хранимые предметы.Для жилых полов живая нагрузка обычно составляет от 30 до 40 фунтов на квадратный фут (psf), хотя это зависит от местоположения в доме. Временные нагрузки первого этажа предъявляют более высокие требования, чем временные нагрузки второго этажа (40 фунтов на квадратный фут против 30 фунтов на квадратный фут). В комнате, используемой исключительно для сна, может потребоваться всего 30 фунтов на квадратный фут, тогда как для пола гаража над подвалом потребуется 50 фунтов на квадратный фут или выше. С другой стороны, на недоступном чердаке временная нагрузка может составлять всего 20 фунтов на квадратный фут.

Таблицы пролета балок

Пролет балки относится к измерению, покрытому балкой между несущими конструкциями, такими как балки или фундаментные стены. Строители обычно используют предварительно рассчитанные таблицы, чтобы указать им подходящие пролеты балок для каждой породы пиломатериалов, размера и расстояния. Но всегда следует обращаться к местным строительным нормам, так как необычные ситуации могут потребовать рекомендаций по разным пролетам. Истинные расчеты пролета балок перекрытия может производить только инженер-строитель или подрядчик.

В этой таблице с образцами приведены минимальные размеры балок перекрытия для балок с шагом 16 дюймов и 24 дюйма по центру (oc) для пиломатериалов 2-го сорта с 10 фунтов на квадратный фут статической нагрузки и 40 фунтов временной нагрузки, что типично для обычных жилых помещений. строительство:

Строители могут регулировать свой выбор размера пиломатериалов и расстояния между ними в зависимости от обстоятельств.