Конструкция чердачного перекрытия по деревянным балкам

Перекрытия по деревянным балкам

Перекрытие по деревянным балкам – конструкция несущего типа, разделяющая смежные помещения: этажи, чердак, подполье. При его возведении учитывают такие факторы, как несущая способность, звуко- и теплоизоляция, сейсмостойкость и жаропрочность. Данное сооружение регулярно испытывает нагрузку и атмосферные воздействия, поэтому должно соответствовать критериям прочности и износостойкости. По назначению перекрытия классифицируют на подвальные, междуэтажные и чердачные.

Выбор материалов, расчет конструкции

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

• доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
• двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
• LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
• комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
• четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
• двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
• оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

• межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
• чердачное перекрытие;
• подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

• потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
• длина пролета(ДП);
• шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).

Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.

Варианты устройства чердачного перекрытия – виды конструкции и правила монтажа

Помещение на чердаке частного домовладения используется для разных целей: хранения временно ненужных вещей, установки оборудования или обустройства жилых комнат. В зависимости от того, для чего служит свободное пространство под кровлей, выбирают способ устройства чердачного перекрытия.

Что представляет собой чердак

Чердачное помещение ограничивают скаты крыши и потолок жилого этажа. Это место часто используют для обустройства дополнительной жилой площади.

Чердак частных домовладений бывает двух видов:

1. Жилым. Его называют мансардой. В ней можно оборудовать гостиную, рабочий кабинет, спальню, библиотеку и т.д. Высота помещения в данном случае должна составлять не меньше 220 сантиметров. Кроме этого в ней нужно обеспечить вентиляцию, естественное освещение, выполнить утепление скатов.
2. Нежилым. Такое чердачное пространство, как правило, используют для размещения технического оборудования, хранения старых или ненужных вещей. При этом будет достаточно 2-метровой высоты, а естественное освещение обустраивать не обязательно. Вместо утепления скатов делают теплоизоляцию чердачного перекрытия.

При принятии решения о ремонте или перестройке дома нужно заранее определиться, для каких целей будет задействован чердак, чтобы сделать расчет и проект перекрытия. От этого зависит перечень необходимых материалов и промежуток между балками. Они должны обеспечить требуемую прочность и несущую способность.

Функциональное назначение перекрытий

Конструкция чердачного перекрытия зависит от параметров строения и целей, для которых планируется использовать подкровельное пространство. На чердак возлагается функция своеобразной воздушной прослойки, которая отделяет холодную крышу от обогреваемых этажей.

Пол на чердаке выполняет ряд задач:

• несущую. На перекрытие, находящееся между верхним жилым этажом и чердачным пространством, возложена несущая функция, поэтому его делают надежным, и прочным, поскольку по нему будут передвигаться люди, на нем планируют размещать оборудование и обустраивать места хранения;
• изолирующую. В холодном чердачном помещении температура мало отличается от той, что вне дома. В этом случае полы на чердаке несут термоизолирующую функцию, тем самым не допуская охлаждения воздуха на жилых этажах. Чтобы сохранять тепло, требуется теплоизоляция перекрытия чердака. Такую работу желательно доверить профессионалам.

Особенности устройства и конструкции перекрытий

Поскольку перекрытие чердаков выполняет две функции – несущую и изолирующую, они имеют многослойное строение. Каждый из элементов «пирога» дополняет друг друга, что обеспечивает создаваемой конструкции долгий срок эксплуатации, прочность и способность выдерживать большие нагрузки.

Устройство пола на чердаке предполагает наличие следующих слоев:

1. Чистовой пол. Такое название получило напольное покрытие, которое укладывают на черновое основание. Если это мансарда, тогда при обустройстве чистового пола укладывают линолеум, ламинат, паркет и т.д. В нежилом помещении финишное напольное покрытие может отсутствовать.
2. Черновое основание. Представляет собой дощатый настил, который монтируют на лаги. Черновой пол выстилают из обрезной доски толщиной 4 –5 сантиметров или с целью экономии из необрезной.
3. Лаги. Это прочные, ровные деревянные элементы, укладываемые перпендикулярно относительно балок перекрытия для создания напольного покрытия. Когда выполняется обустройство чердачного перекрытия по деревянным балкам, между лагами помещают утеплитель, который снизу защищают слоем пароизоляции, а поверх накрывают гидроизоляционным материалом. Если не применять изолирующие слои, тогда через несколько лет потребуется ремонт.
4. Балки. Каркас перекрытий строят из толстых и прочных балок, которые либо монтируют на выступах стен, либо вмуровывают в них. Они должны выдерживать всю массу конструкции. Также может быть сделана плоская кровля по деревянным балкам, что достаточно практично.
5. Обшивка потолка. Со стороны комнат перекрытия оформляют отделочным материалом, например, натуральной древесиной или гипсокартоном.

Виды чердачных перекрытий

Для устройства перекрытия холодного чердака используют материалы, отличающиеся по весу, долговечности, стоимости и несущей способности.

Различают несколько видов перекрытий в зависимости от того, из чего они сделаны:

1. Деревянные элементы. Для их изготовления можно задействовать балки, имеющие сечение 150х150 или 200х200 миллиметров. Достоинство этого варианта заключается в том, что дерево является достаточно прочным и одновременно относительно легким материалом, поэтому деревянные элементы не оказывают дополнительную нагрузку на фундамент дома. Кроме этого их большим преимуществом можно назвать небольшую цену и доступность. Но такое чердачное перекрытие используют, когда размер постройки не превышает 6 -10 метров, поскольку это максимальная длина пиломатериалов.
2. Металлическая продукция. Двутавры из металла отличаются прочностью, способностью выдерживать большой вес без деформации. Но они весят прилично, поэтому в деревянных домах их используют крайне редко, а вот для кирпичных и газобетонных зданий они являются оптимальным вариантом.
3. Железобетонные изделия. Формованные балки перекрытий, произведенные из армированного сверхпрочного бетона, задействуют для многоэтажных домов, поскольку они отличаются большим весом и такой же длиной.

Из всех вышеперечисленных видов перекрытий в частном малоэтажном домостроении в большинстве случаев отдают предпочтение деревянным балкам. У них оптимальное соотношение между ценой и качеством. При грамотно выполненных расчетах и соблюдении технологии ремонт перекрытию в ближайшие годы не потребуется. Также необходима вентиляция на чердаке частного дома, для обустройства которой понадобятся дополнительные знания.

Требования к устройству пирога

Поскольку от качества монтажа и ремонта чердачных перекрытий зависит безопасность пребывания в доме, к их обустройству предъявляется ряд требований.

Чтобы знать величину максимально допустимой нагрузки, которую способна выдержать конструкция, необходимо выполнить соответствующие расчеты, а потом, основываясь на их результатах, приступают к разработке проекта, из которого будет ясно, как правильно утеплить чердачное перекрытие в доме.

1. Несущей способности. Она напрямую зависит от материала изготовления балок и от промежутка между ними.
2. Расстояния между несущими элементами. Максимально допустимое значение для данного параметра в соответствии со строительными нормами равно4 метрам.
3. Устойчивости к температурным перепадам. Нужно, чтобы балки без проблем могли выдерживать такие изменения. Дело в том, что разница между температурой воздуха в жилых этажах и на чердаке всегда превышает 4 градуса.
4. Изоляции. Пирог чердачного перекрытия холодного чердака должен защищать помещения домовладения от проникновения холода и влаги с подкровельного пространства.

В процессе проектирования следует учитывать требования к балкам, используемым для обустройства перекрытия на чердаке, чтобы результат получился надежным и долговечным. Расстояние между ними нужно рассчитывать, исходя из нагрузок, оказываемых на них.

Технология создания чердачного перекрытия по деревянных балкам

При наличии опыта выполнения строительных работ смонтировать перекрытие холодного чердака по деревянным балкам можно собственноручно. Выполняют этот процесс на заключительном этапе проведения кровельных работ.

Последовательность действий будет следующей:

1. Монтаж несущих балок. Для небольшого по площади частного дома подойдут деревянные перекрытия, сделанные из бруса, имеющего сечение 150х150 или 200х200 миллиметров. Их укладывают на бетонную или кирпичную кладку стен.
2. Установка лаг. Их помещают на ребро перпендикулярно балкам с шагом 60 сантиметров. Лаги делают из досок сечением 150х50 миллиметров.
3. Укладка термоизоляции. Утеплитель размещают между лагами – он защитит от проникновения холода с чердака.
4. Монтаж чернового и чистового пола.
5. Обшивка несущих балок со стороны помещения с целью оформления поверхности потолка.

При утеплении пола чердака не следует забывать об обустройстве гидро- и пароизоляции.

Чердачное перекрытие по деревянным балкам

Чердачное сборно-подшивное деревянное перекрытие

При устройстве чердачного перекрытия необходимо решить следующие основные задачи:

• Обеспечить прочность и жесткость перекрытия. Перекрытие должно выдерживать расчетную нагрузку с допустимым прогибом и не быть зыбким (не колебаться при движении по перекрытию).
• Сопротивление теплопередаче перекрытия должно быть не менее необходимого для обеспечения требований к энергосбережению в доме. Об условиях энергосбережения можно узнать из статьи «Расходы на отопление и сопротивление теплопередаче».
• Звукоизоляция перекрытия от воздушного шума должна отвечать установленному нормативу. Что такое воздушный шум читайте в статье «Плавающий пол — звукоизоляция перекрытий».
• Паропроницание и воздухопроницание перекрытия должно соответствовать установленным нормативам.

В домах эконом-класса наиболее популярны деревянные сборно-подшивные чердачные перекрытия по деревянным балкам. Такие перекрытия — простые в монтаже, легкие и недорогие, а недостатки перекрытий, при использовании их в качестве чердачных, менее выражены.

Перечислим недостатки деревянных перекрытий по сравнению с перекрытиями из металла и бетона:

• Ограниченная несущая способность и длина перекрываемого пролета.
• Склонность к зыбкости — колебаниям при движении людей, перемещении мебели.
• Горючесть, подверженность гниению и биоразрушению.
• Слабая звукоизоляция воздушного и ударного шума. Конструкция перекрытия может сама стать источником шума в виде скрипа.

Рис.1. Чердачное перекрытие по деревянным балкам. 1 — верхняя обшивка с ветрозащитной подложкой; 2 — балка перекрытия; 3 — теплозвукоизоляция; 4 — пароизоляция; 5 — подшивка потолка

Схема устройства деревянного перекрытия в современном исполнении приведена на рис.1.

В качестве деревянных балок используют брус сечением 150-250 х 100-200 мм. или доски 100-250 х 40-80 мм.

Применение досок позволяет уменьшить объем пиломатериалов, необходимых для устройства перекрытия, при некотором снижении долговечности, огнестойкости, звукоизоляции перекрытия. В чердачном перекрытии это снижение вполне терпимо.

При использовании досок необходимо принимать меры по предотвращению скручивания балки под нагрузкой. Для этого балки с двух сторон — сверху и снизу, обшивают слоем жестких листовых или плитных материалов — фанеры, плит ДСП, ЦСП или ОСП толщиной не менее 12 мм. (при шаге балок до 600 мм).

Плиты должны монтироваться так, чтобы короткая сторона плит была перпендикулярна балкам перекрытия, а соединения, параллельные этим балкам, располагались вразбежку; Прочно соединенная с балками обшивка образует силовой каркас, что препятствует скручиванию балки и увеличивает несущую способность перекрытия.

Листы обшивки часто бывает удобнее крепить на обрешетку (снизу) или лаги (сверху). Рейки обрешетки сечением не менее 19х89 мм. устанавливают снизу перпендикулярно балкам с шагом не более 600 мм., удобным для крепления листов обшивки.

Для подшивки по обрешетке можно использовать менее жесткие листы — ГКЛ, ГВЛ толщиной не менее 12 мм. Все края листов или плит обшивок должны располагаться над опорами (элементами каркаса или обрешетки). Листы обшивки крепятся саморезами длиной на 40 мм. большей толщины листа, с шагом 200 мм.

Рис.2. Распорка между балками из досок

Если сверху поперек балок крепятся лаги, то обшивку поверх балок не делают. В случае отсутствия верхней обшивки и лаг, при высоте досок более 150 мм. устанавливают вертикальные распорки сечением не менее 100х38 мм., Рис.2.

Вертикальные связи должны располагаться в пролете балок на расстоянии не более 2100 мм от каждой опоры балки и от соседних вертикальных связей. Распорки удобно делать в местах стыка листов обшивки, если обдшивку крепят непосредственно к балкам. Распорки крепят к балкам на гвозди или специальные металлические кронштейны.

Для балок из бруса принимать меры по предотвращению скручивания не требуется.

Сечение балок и шаг расположения балок определяют расчетом. Для балок используют сухой пиломатериал влажностью не более 20%.

Рис.3 Опирание балки на стену. 1 — балка; 2 — гидроизоляция балки; 3 — прокладка; 4 — гидроизоляция прокладки

Деревянные балки из бруса опирают на стену на глубину 150-200 мм., из досок — не менее 100 мм. Концы балок, соприкасающиеся с кладкой из кирпича или блоков, необходимо пропитать антисептиком и обернуть гидроизоляционным материалом (рубероидом, гидроизолом, полиэтиленовой пленкой) на длину 250 мм, а торец балки, скошенный на 30 мм, оставить открытым, обеспечив воздушный зазор между торцом балки и стеной (рис. 3).

Для выравнивания концов балок по высоте под них подкладывают кусок доски необходимой толщины обернутый гидроизоляцией. Конец балки соединяют со стеной металлической связью. Конец связи заделывают в кладке стены, другой прибивают к балке.

Для повышения огнестойкости на перекрытие снизу монтируют листы гипсокартона ГКЛ или ГВЛ толщиной не менее 12 мм для 1-2 этажных домов, и не менее 15,9 мм. для трехэтажных, при площади этажа до 150 м 2 .

Для доступа на чердак в перекрытии устраивают люк размером не менее 500х700 мм.

Строительный рынок предлагает деревянные балки сборных перекрытий заводского изготовления:

• Балки из клееного бруса
• Балки двутавровые из плит ОСП
• Деревометаллические балки

Конструкция перекрытий по таким балкам принципиально не отличается от конструкции перекрытий по балкам из обычных пиломатериалов. Применение балок заводского изготовления позволяет увеличить несущую способность перекрытия и длину перекрываемого пролета. Если в этом нет необходимости, то их применение для чердачных перекрытий , как правило, экономически не оправданно.

Чердачное перекрытие по деревянным балкам может быть самостоятельным конструктивным элементом здания, а может быть частью крыши. Балки чердачного перекрытия в последнем случае являются частью несущего каркаса крыши.

Независимая конструкция чердачного перекрытия более предпочтительна в эксплуатации — проще и доступнее ремонт деталей перекрытия и крыши, лучше звукоизоляция помещений.

Совмещение перекрытия с конструкцией крыши сокращает расходы на строительство.

Теплоизоляция чердачного перекрытия по деревянным балкам

Минераловатную теплоизоляцию чердачного перекрытия укладывают в пространство между балками. Можно использовать эффективный насыпной утеплитель, например, эковату.

Утеплять керамзитом, шлаком и т.п. не следует, так как при современных нормах на теплоизоляцию объем и вес такого утеплителя для деревянного перекрытия получается слишком большим.

Товары для строительства и ремонта

Толщину утеплителя определяют расчетом. Как выбрать толщину теплоизоляции перекрытия можно узнать из статьи «Расчет теплоизоляции перекрытий».

Для защиты утеплителя от увлажнения в результате конденсации пара из внутреннего воздуха, по верху подшивки потолка укладывают пароизоляционную пленку. Пароизоляционную полиэтиленовую пленку тощиной не менее 0,15 мм. укладывают с нахлестом не менее 200 мм.

Почему в утеплителе конденсируется пар описано в статье «Точка росы, пароизоляция и вентиляционный зазор».

Звукоизоляция чердачного перекрытия

Помимо хорошей теплозащиты чердачные перекрытия должны обеспечивать достаточную звукоизоляцию помещений верхнего этажа от воздушного шума. Люди, спящие на верхнем этаже не должны просыпаться от ударов капель дождя или града по металлическому покрытию крыши. Поэтому к чердачным перекрытиям предъявляются достаточно жесткие требования к звукоизоляции.

В соответствии с действующими нормами индекс изоляции воздушного шума чердачного перекрытия Rw должен быть не менее 45 дБ. Для улучшения звукоизоляциии от воздушного шума в перекрытиях используется тот же минераловатный утеплитель, что и для теплоизоляции.

Для достижения этого показателя в сборных деревянных перекрытиях толщина минераловатной звукоизоляции должна быть не менее 250 мм. Если толщина меньше, то звукоизоляция чердачных перекрытий не будет соответствовать нормам.

Таким образом, толщина минераловатной теплозвукоизоляции выбирается исходя из двух условий: теплоизоляции и звукоизоляции. Принимается толщина большая из двух указанных.

Если высота балок меньше, чем необходимо для размещения теплозвукоизоляции, то дополнительный слой теплозвукоизоляции укладывают поверх балок. Для этого перпендикулярно балкам закрепляют лаги необходимой высоты, шириной 50 мм. с шагом 500 — 700 мм. Дополнительный слой утеплителя укладывают поверх балок между лаг.

На лаги закрепляют вразбежку ходовые мостки из досок для прохода по чердаку или сплошную обшивку из ДСП, ЦСП или ОСП — если чердак планируют посещать часто и использовать его, например, для хранения материалов.

В случае отсутствия поверх утеплителя сплошной обшивки из плит, минераловатный утеплитель сверху закрывают ветрозащитным паропроницаемым материалом. ПароПРОницаемая подложка защищает утеплитель от уноса тепла и частиц утеплителя (пыли) в результате продувания воздухом, а также от капель влаги с кровли.

Для исключения мостиков холода, слой утеплителя чердачного перекрытия должен быть замкнут с утеплителем наружных стен.

Для удаления влаги и осушения слоя утеплителя необходимо предусмотреть вентиляцию чердачного пространства через слуховые окна, карнизные, коньковые и щелевые продухи.

Необходимая интенсивность вентиляции чердачного пространства обеспечивается при суммарной площади вентиляционных отверстий, равной 1/200-1/500 площади чердачного перекрытия.

Как определить размер балок чердачного перекрытия читайте в следующей статье.

Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

Для того, чтобы соорудить надежное деревянное перекрытие, необходимо правильно подобрать размеры балок, а для этого необходимо сделать их расчет. Деревянные балки перекрытия имеют следующие основные размеры: длину и сечение.

Их длина определяется шириной пролета, который требуется перекрыть, а сечение зависит как от нагрузки, которая будет на них действовать, от длины пролета и шага установки, то есть расстояния между ними.

В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно сделать такой расчет и правильно подобрать размеры балок.

Расчет балок деревянного перекрытия

Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:

• замерить пролет, который они будут перекрывать;
• определиться со способами их закрепления на стенах (на какую глубину они будут заходить в стены);
• сделать расчет нагрузки, которая будет на них действовать при эксплуатации;
• с помощью таблиц или программы-калькулятора подобрать подходящие шаг и сечение.

Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

Длина деревянных балок перекрытия

Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.

В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм.

При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету — расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся.

Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.

Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м.

Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать — 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые, а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы.

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации.

Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.

Для чердачного деревянного перекрытия, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:

70х1,3 = 90 кг/м 2 , где 70 – нормативное значение нагрузки для такого вида чердака, кг/м2, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:

Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кгм 2 . Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м 2 .

В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2. В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:

50+150х1,3 = 245 кг/м 2 , округляем до 250 кг/м 2 .

При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 300-350 кг/м 2 .

В связи с тем, что междуэтажное деревянное перекрытие, как правило, включает в свою конструкцию полы, а временная эксплуатационная нагрузка включает в себя вес большого количества предметов быта и максимальное присутствие людей, то оно должно быть рассчитано на общую нагрузку 350 — 400 кг/м 2 .

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.

В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м.

Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность конструкции.

Сделать расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.

Таблица 1

Рекомендуемое сечение балок из бруса (s x h), в зависимости от шага их укладки и перекрываемого пролета, при общей расчетной нагрузке 350-400 кг/м 2 (междуэтажные перекрытия), мм:

Шаг,м Пролет,м	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
0,6	75х100	75х200	100х200	150х200	150х225
1,0	75х150	100х175	125х200	150х225	175х250

Таблица 2

Рекомендуемое сечение балок перекрытия из досок и бруса при шаге 1 м, перекрываемом пролете 3-6,0 м и общей нагрузке от 150 до 300 кг/м 2 (чердачное или междуэтажное перекрытие), мм:

Нагрузка, кг/м 2 \ Пролет, м	3,0	4,0	5,0	6,0
150	50х140	60х180	80х200	100х220
200	50х160	70х180	100х200	140х220
250	60х160	70х200	120х200	160х220
300	70х160	80х200	120х220	200х220

Таблица 3

Рекомендуемый минимальный диаметр деревянных балок перекрытия из бревен (круглого сечения) при шаге 0,6-1 м, пролете 2-6 м и нагрузке 400 кг/м 2 , мм:

Шаг,м/Пролет,м	2	3	4	5	6
0,6	110	140	170	200	230
1,0	130	170	210	240	270

Таблица 4

Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

Подбирая сечение таким упрощенным способом, лучше подстраховаться и выбрать его с запасом или округлять значения в большую сторону.

Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео:

Устройство чердачного перекрытия по деревянным балкам

При строительстве крыши всегда особое внимание уделяется конструкции чердака. Ведь важно, чтобы его перекрытие было сделано технологически правильно, не оказывало излишнего давления на стены и было способно вынести нагрузку от хранящихся под крышей вещей и порой целого набора мебели.

Поэтому в этой статье мы подробно с вами разберемся, как правильно должно быть устроено чердачное перекрытие по деревянным балкам: особенности его монтажа, расчета нагрузок и крепления. А в помощь вам будут наши подробные иллюстрации.

Выбор материалов, расчет конструкции

Типы балок для перекрытий

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

• доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
• двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
• LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
• комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
• четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
• двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
• оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

• межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
• чердачное перекрытие;
• подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

• потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
• длина пролета(ДП);
• шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).

Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.

Виды балок перекрытия и основные расчёты

При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.

• Типы и виды деревянных перекрытий
  • Подвальное
  • Чердачное
  • Междуэтажное
• Достоинства и недостатки
• Использование досок и цельного бруса
• Клееный брус
• Самостоятельное изготовление клееного элемента
• Порядок расчёта
• Определение сечения и шага

Типы и виды деревянных перекрытий

По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:

• подвальное;
• чердачное;
• междуэтажное.

С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.

Подвальное

Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.

Чердачное

Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.

Междуэтажное

Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.

Достоинства и недостатки

У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.

Главными достоинствами балок из досок считаются:

• минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
• красивый внешний вид;
• возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
• высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
• возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.

Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:

• необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
• меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
• деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.

Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.

Использование досок и цельного бруса

В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.

По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов. Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.

Клееный брус

Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.

Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.

Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.

Самостоятельное изготовление клееного элемента

Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:

• соединение трёх элементов в одну конструкцию;
• склеивание двух деталей в форме символа Z;
• соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.

Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.

Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.

Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).

Порядок расчёта

Определить шаг балок деревянного перекрытия, их размеры и количество помогает предварительный расчёт. Перед проведением таких операций необходимо:

• провести замеры пролёта между несущими стенами жилого здания;
• рассчитать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после монтажа;
• провести расчёт сечения и шага балок по специальным таблицам.

Длина балок основания для устройства крыши состоит из размера пролёта и необходимой величины запаса в пределах 10–15 см для устройства надёжного перекрытия при опоре на стену. Длина пролёта – расстояние между внутренними частями противоположных стен в жилом доме или любой другой постройке. Самым популярным вариантом в частном строительстве считается расстояние от 2,5 до 4 м. При величине пролёта больше 6 м для монтажа перекрытия используются деревянные фермы.

Важно! Нагрузка на деревянную балку включает в себя усилия от вышерасположенных конструкций, внутреннего наполнения перекрытия, а также временных элементов (людей, бытовой техники и мебели).

Точные расчёты может выполнить только специализирующаяся на этом строительная организация. При самостоятельных вычислениях отталкиваются от следующих значений:

• общая нормативная нагрузка на квадратный метр перекрытия при использовании утеплителя (минеральной ваты) составляет 130 кг/м2;
• при использовании толстых досок и тяжёлого теплоизоляционного материала нормативная нагрузка увеличивается до 150 кг/м2, общая с учётом коэффициента безопасности 1,3 – до 245 кг/м2;
• в мансардном помещении на перекрытие действуют временные нагрузки от установки мебели или перемещения людей – общая нагрузка составит 350 кг/м2;
• общая нагрузка для междуэтажных пролётов не менее 400 кг/м2.

Все указанные величины считаются базовым значением для дальнейших расчётов.

Определение сечения и шага

После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.

Все работы проводятся по таким правилам:

• соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
• на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
• между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.

Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы. Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350.