Особенности, типы и расчет деревянных балок перекрытия

Калькулятор предназначен для того чтобы провести расчет нагрузок на перекрытие и балки. Для расчета нужно ввести исходные данные, к таким данным относятся постоянные нагрузки, временные нагрузки и дополнительные параметры. Все поля указанные в этих параметрах необходимо ввести и нажать на кнопку «Рассчитать».

Технология перекрытия пола по деревянным балкам

Максимальная несущая нагрузка на пол в жилых помещениях составляет около 400 кг на 1 м 2. На основании данной величины закупаются брусья соответствующего сечения.

Таблица сечений для пола

Технология перекрытия пола по деревянным балкам

В хозяйственных постройках, банях, гаражах и прочих нежилых помещениях нагрузка варьируется от 100 до 300 кг. на м 2. На основании этих показателей подбирают балки с меньшим сечением (см. Табл. 1 и 2).

Стоит отметить, что каждая балка должна иметь припуск в 30 см к основной длине. Это необходимо для монтажа бруса в стену. Так, например, для пролетов в 3 метра используются балки длиной в 3.3 метра.

Технология монтажа балок имеет ряд особенностей, среди которых выделяют следующие:

  • Шаг зависит от типа строения. В деревянных постройках брусья укладывают параллельно друг другу на расстоянии в 1 метр, в каркасных домах – на расстоянии в 50 — 60 см;
  • Высота балки не должна быть менее 1/24 от ее длины. Меньшие показатели снижают прочность конструкции;
  • Оптимальная ширина бруса равна его высоте, либо половине высоты.
  • Расстояние от ближайших балок до печи должно превышать 30 см.
Технология перекрытия пола по деревянным балкам

Подвальные перекрытия монтируются по принципу «пирога». Несущая конструкция состоит из следующих слоев:

  1. черновой пол;
  2. гидроизоляция;
  3. утеплитель;
  4. несущие балки;
  5. лаги;
  6. половые доски.

Конструкция половых перекрытий по деревянным балкам

Технологии обустройства пола отличаются только по типу крепления балок. При установке половых балок применяют навесной и заглубленный способы крепежа. В первом случае на противоположные стены на равном расстоянии друг от друга монтируются металлические навесы – опоры бруса. После того, как все опоры будут расставлены, в них защелкиваются половые балки. Данный тип крепежа подходит для помещений с ленточным фундаментом, кирпичной кладкой, а также в газобетонных конструкциях.. Навес обеспечит брусу максимальную фиксацию в паз.

Технология перекрытия пола по деревянным балкам

Крепление балок в металлические навесы

При заглубленных способах крепления в основании стен прорубается отверстие для балок. Перед монтажом бруса данное углубление прокладывается паклей. При этом концы балок могут быть обработаны по типу замка. Так, например, шип и отверстие часто стачивают до трапециевидной формы и крепят по принципу «ласточкиного хвоста».

Крепление бруса по системе «ласточкин хвост».

Данный способ считается наиболее сложным и эффективным.

Технология перекрытия пола по деревянным балкам

Технология монтажа подвального перекрытия состоит из нескольких этапов:

  1. Разметка и сооружение гнезд. С помощью строительного уровня и мерочной ленты по первой балке (порядовке) от фундамента выставляется шаг балок. После этого на отметках бурятся, либо прорубаются гнезда с сечением на 5-6 см больше балочного и глубиной от 10 до 15 см. Гнезда прокладываются утеплителем.
  2. Установка бруса. Бревна монтируются в углубления. Первая и последняя балка плотно прилегают к смежной стене. Щели между гнездом и балками конопатят паклей, либо другим утеплителем. При необходимости на брусья и стену крепят фиксирующие навесы. В случаях, когда гнезда пробурить невозможно, перекрытия устанавливают только на навесы (кирпичная кладка), либо крепятся с помощью боковых реек (деревянные стены).
  3. Стяжка пола. На балки выстилают доски. Торец первой доски плотно прижимают к смежной стене. Гвозди вбиваются под углом в 45 градусов. Торец второй доски прижимают к торцу первой и крепят к балкам по той же технологии. В зависимости от длины пролета на 1 доску может уходить от 4 до 10 гвоздей. Для полов в жилых помещения оптимальны доска-пятерка и гвозди №12.
Читайте также:  Инструкция по утеплению потолка в частном доме своими руками

После монтажа подвального перекрытия на черновой пол выстилают облицовочный материал: ДВП, ламинат, линолеум и прочие.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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

Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

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

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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

Читайте также:  Как заделать русты между плитами перекрытия? /инструкция с фото

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

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Какими бывают деревянные перекрытия

Балки перекрытия деревянные используются практически для всех уровней дома. Балочный каркас необходимо предусмотреть для следующих типов конструкции:

  • подвальное или цокольное перекрытие (пол первого этажа);
  • междуэтажное перекрытие;
  • чердачное перекрытие.

Толщина несущего бруса для чердака составляет от 10 до 20 см

От типа зависит нормируемая полезная нагрузка, которая берется в расчет деревянных балок перекрытия. Также разница будет в толщине утеплителя и его необходимости.

Между балками над подвалом обычно укладывают от 5 до 15 см минеральной ваты, пенопласта или экструдированного пенополистирола. В междуэтажных конструкциях достаточно будет предусмотреть пару сантиметров для звукоизоляции. На холодном чердаке требуется больше всего материала. Здесь толщина может составлять от 10 до 20 см. Точные значения зависят от климатического района строительства.

Между балками подвального перекрытия укладывают минеральную вату

Иногда подвальное перекрытие предпочитают делать не из дерева, а из металла и железобетона. В этом случае в качестве несущих балок используют двутавр или швеллер, а бетон заливают в опалубку из профлиста. Такой вариант будет надежнее при вероятности подтопления. Также он будет лучше сопротивляться сырости из подвала.

Монтаж перекрытий из профнастила

Балочное перекрытие формируется креплением перфорированных листов на внутренние/внешние полки поперечных балок. Затем формируется опалубка, когда выбрано верхнее крепление листов. Параметры допустимого прогиба профлиста, составляющие 1:250, определяют длину пролета наката. До заливки бетона под поверхность профнастила подставляются временные опоры, обеспечивающие неподвижность конструкции.

На настиле размещается металлическая арматура, выполняется бетонирование нижнего наката путем одного прохода по желобу. Поверхности потолка и пола выравниваются. После набора перекрытием прочности временные опоры снимаются. Монтирование безбалочного монолита предусматривает некоторые нюансы.

Монтаж перекрытий из профнастила

Так, длинные армирующие пруты (с регулярной ребристой насечкой на поверхности) укладываются вдоль каждого углубления профилированных листов. Они проволокой вяжутся с металлической сварной сеткой, которая укладывается на профиль сверху. Заливка делается за один проход. После твердения сверху бетонное основание укрывается цементной стяжкой. Монтируется несущий профнастил марок от Н60 до Н114, обеспечивающий высотой профиля необходимую жесткость материала при толщине 0,8 – 1,5 мм.

Профилированные листы крепятся саморезами-бурами длиной 3,2 см (шляпка 5,5 мм). Такие метизы закручиваются без предварительного сверления, пробуривая полку швеллера. Закручиваются они через 20 – 40 см (в каждую впадину профиля, прилегающую к балке), что обеспечивает точность и пространственную жесткость монтирования. Продольный нахлест листов на стыках делается только над поверхностью балок (величина 40 – 60 мм). Стыки прокручиваются саморезами через 2 см.

Зачем это нужно

Зачем знать массу погонного метра профильного изделия?

Основных мотива два.

  1. При сооружении металлоконструкций одни элементы давят на другие собственным весом наряду с полезной нагрузкой. Скажем, каркас перегородки в промышленном здании создает нагрузку на балки, ферма моста – на колонны и так далее. Эту нагрузку нужно учитывать при расчете прочности конструкций.
  2. Кроме того, прокат на металлобазах продается не метражом, а на вес, и его цена указывается за тонну. Чтобы пересчитать погонаж, рассчитанный при создании проекта, в заветные тонны, необходимо знать, сколь весит метр при том или ином сечении и толщине стенки.

Уточним: от марки стали точная масса тоже, разумеется, зависит; однако разница между разными марками настолько мала, что действующие ГОСТ ей пренебрегают. Плотность стали берется равной 7,85 т/м3.

Когда нужен расчет на прогиб? Попробуем объяснить на примере.

Представьте себе, что вы хотите соорудить в своем коттедже балкон с каркасом из профтрубы. Вылет балкона вам известен, предполагаемая нагрузка – тоже. Вот для того, чтобы подобрать оптимальное сечение профтрубы на роль несущих балок, вам и нужно знать метод расчета прочности на изгиб.

Читайте также:  Как производится крепление стропил к балкам перекрытия своими руками?

Как усилить швеллер на прогиб-изгиб и на скручивание

Бетонное перекрытие частного дома с применением швеллера

Современное строительство невозможно представить без различных видов металлопроката, без таких видов металлоизделий как двутавровая балка, стальной швеллер, уголок, арматура. С помощью металлопрокатных изделий достигается высокая прочность строительных конструкций, с помощью балок и швеллера создаются мосты, перекрытия, различные ангары. Металл применяется при строительстве жилых домов, промышленных зданий.

Швеллер в строительстве

Среди всех конструктивных элементов, которые являются каркасным основанием зданий, наибольшую популярность приобрел швеллер. Это металлоизделие представляет собой балку сечением в виде буквы П. В зависимости от размеров возводимого строения, может применяться разный швеллер по размерам и толщине стенок.

Швеллер для перекрытия

В строительстве частного дома часто возникает потребность в производстве бетонного перекрытия. Бывает такие моменты, когда нет финансовой возможности или не хочется покупать готовые ЖБ конструкции.

Как можно сделать бетонные перекрытия самостоятельно?

Изображение с _foto/

В первую очередь при установке внимание следует обратить на соотношение между длиной и шириной перекрытия, на слой заливаемого бетона, на форму и размер создаваемого несущего элемента.

Почему выбираются именно бетонные перекрытия? Такая конструкция не будет пропускать какие-то лишние звуки, есть и еще одно преимущество – основание получается прочным, оно не будет раскачиваться и прогибаться.

Безусловно, для упрочнения конструкции можно использовать и другой металлопрокат, например, двутавровую балку. На швеллер по праву считается наиболее выгодным, так как он получается дешевле, а по прочности не уступает двутавру ни в чем.

Размеры швеллера

Для бетонного перекрытия длиной 5 м Вам необходимо взять швеллер сечением 14 мм.

Совместная работа стальных балок и монолитного перекрытия

При расчете конструкций зданий и сооружений инженер выполняет построение расчетной модели из конечных элементов и, как правило, модель подходит только для одного расчетного случая. В заметке рассмотрим сложности при работе со стальной балочной клеткой, на которую опирается монолитная железобетонная плита.

Представим задачу: необходимо выполнить расчет несущей способности стальной балки, если известны конструкция балок (длина, шаг) и конструкция покрытия. По большинству рекомендаций инженер без труда вычислит грузовую площадь, составит расчетную схему в виде балки, приложит нагрузку и получит изгибающий момент, который и пойдет для проверки сечения.

Рис. 1 Грузовая площадь балки

Основные способы усиления швеллера

Можно встретить различные ситуации, когда необходимо провести мероприятия по усилению той или иной конструкции, выполненной из швеллера или другого вида проката. Существует множество различных способов, которые можно применить для усиления швеллера. Среди них можно выделить несколько типовых ситуаций.

1. На этапе проектирования можно подобрать швеллер большего размера; изготовленный из более прочной марки стали. Если же размеры балки по высоте строго или частично ограничены, то можно использовать швеллер усиленный (серия С горячекатаных швеллеров, которая при совпадающих номерах профиля, обладает большими значениями площади и моментов сопротивления/инерции), составное сечение балки/стержня, которое можно выполнить из двух швеллеров, либо швеллер+полоса/уголок и т.д.

2. В случае, если необходимо усилить уже существующую конструкцию, то можно провести следующие мероприятия. 1) Увеличение сечения швеллера, которое можно осуществить приваркой полосы, уголка, швеллера либо к полкам, либо к стенкам, и этим самым, либо изменить площадь и сопротивление сечения, либо снизить нагрузку, воспринимаемую одним швеллером. 2) Организацией дополнительных распорок, связей ребер, диафрагм с целью увеличения местной или общей устойчивости швеллера и конструкции. 3) Монтаж дополнительных элементов, которые изменяют схему конструкции (шпренгельные элементы, подкосы и т.д.). 4) Бетонирование конструкции – позволяет повысить жесткость и несущую способность колонн и стоек из швеллера и прочего проката.

3. В случае, если элемент конструкции находится в предаварийном состоянии, то усиливать его не стоит, а следует произвести замену.