Сечение деревянной балки в зависимости от пролета

Долгосрочность и прочность крыши зависит от качества конструкционных элементов (мауэрлата, стропильных ног, обрешетки и конькового прогона и др.). А также насколько грамотно и надежно они соединены между собой. Важно разобраться, из чего состоит стропильная система, какие способы крепления существуют, знать их плюсы и минусы. При возведении необходимо сделать правильные расчеты по нагрузке на основание, смонтировать и закрепить кровельные узлы согласно выбранному типу фермы.

Конструкция стропильной системы

Система стропил является своеобразным каркасом крыши. Все узлы и элементы должны обладать достаточной жесткостью для выдерживания нагрузки при распоре и сдвиге. Конструкционные элементы изготавливают из дерева, чтобы кровля имела легкий вес. Материал необходим качественный, с небольшим числом трещин и сучков. Для мауэрлата, прогона и подушек берут сорта твердых пород дерева.

В систему стропил входят следующие элементы:

  • Мауэрлат – своего рода фундамент кровли, служащий опорой. Благодаря ему вес одинаково распределяется по периметру постройки. Это толстая балка, прикрепленная к стене, уложенная строго параллельно балке конька.
  • Ноги стропил. Определяют внешний вид верха дома и уклон крыши.
  • Коньковый прогон. Это брус, положенный в горизонтальном положении, на котором закрепляют стропила.
  • Боковой прогон. Аналогичен коньковому, но фиксируется по центру стропильных ног на скате.
  • Затяжка. Соединяет крайние стропила, чтобы они не расходились.
  • Подкос (ноги под стропами). Состыковывается с лежнем и стропильной ногой, что делает его более стойким.
  • Лежень. Устроенный поверху внутренней стены постройки, параллельно коньку, брус. Служит для установки подкоса и стойки.
  • Конек крыши. В этом месте соединяются скаты кровли, набивается сплошная обрешетка для повышения прочности.
  • Свес. Часть крыши, ограждающая стены от контакта с большим объемом атмосферных осадков.
  • Кобылки. Устанавливаются для увеличения длины стропил, если их не хватает при монтаже свесов.
  • Обрешетка. Сплошная или из реек, служащая основой для кровельного материала.

Важно выбрать подходящие методы соединения участков системы, качественно их соединить с общей кровлей для стойкости к расчетной нагрузке.

В каких случаях требуется крепление к стропилам

Необходимость прикрепить стропильные ноги к балкам перекрытия может возникнуть в следующих случаях:

  • Нужно увеличить площадь чердака. В такой ситуации укладывают перекрытия с выносом за пределы стен. Подобная потребность обычно возникает при строительстве мансардных крыш, которые планируется использовать в качестве жилых помещений. Также вынос перекрытия за пределы стен может потребоваться при строительстве дома с террасой или верандой, расположенной под одной крышей с домом;
В каких случаях требуется крепление к стропилам

Вынос перекрытия за пределы стен позволяет увеличить площадь мансарды

  • Необходимо разгрузить стропило. В этом случае стропильная нога крепится обычно к мауэрлату, но для ее разгрузки используется подстропильная нога или стойка (иногда стойки и подстропильные ноги применяются одновременно). Они передают нагрузку от ската перекрытию.

Крепление балок перекрытия к стене, если на них укладываются стропила, осуществляется так же, как крепление мауэрлата — они просверливаются и фиксируются анкерами. Если же стены деревянные, для фиксации могут использоваться уголки и саморезы.

Закрепить балки на деревянных стенах можно стальными уголками

В каких случаях требуется крепление к стропилам

Далее рассмотрим оба варианта крепления.

Виды деревянных балок и их свойства

Прежде всего, стоит выяснить, что же представляет собой перекрытие и для чего оно используется. Перекрытиями принято называть конструкцию, которая разделяет следующие части строения:

  • жилые этажи, в том числе и мансардный этаж;
  • подвал или цокольный этаж от жилых помещений;
  • холодное чердачное помещение от пространства жилых комнат.

В результате верхняя часть перекрытия представляет собой основу, на которой будет монтироваться пол, а нижняя является основой для потолка. Деревянные балки используют при строительстве домов из бруса, поскольку нагрузку от железобетонных плит ни одна деревянная конструкция не выдержит.

Рассматриваемый материал может иметь разные размеры и виды, для него характерны свои плюсы и минусы. В первую очередь следует рассмотреть балки перекрытия из непрерывного массива. Для монтажа межэтажного перекрытия с применением данного материала используются только цельные изделия при длине пролета не более 6 м. Так достигаются высокие прочностные характеристики и в целом положительный эффект.

Виды деревянных балок и их свойства

Если используются клееные балки перекрытия, то с их помощью можно перекрывать большие пролеты, что обусловлено технологией их изготовления. Для такого материала характерна высокая прочность. Используют их в ситуациях, когда на перекрытие будет воздействовать высокая нагрузка. Клееные балки имеют следующие положительные свойства:

  • высокие показатели прочности;
  • возможность перекрывать большие пролеты;
  • простой монтаж;
  • малый вес;
  • длительный срок эксплуатации.
Читайте также:  Плиты перекрытия своими руками. Чертеж и стоимость изготовления плиты

Клееная балка может достигать 20 м погонных в длину. Нет необходимости зашивать их снизу, так как изначально они имеют гладкую поверхность. Это придает особый стиль в дизайне интерьера. Обшивку выполняют только сверху.

Оцилиндрованное бревно и профилированный брус по низким ценам от производителя из Кировской области — Компания «СПК Эко-дом»

Для того, чтобы построить деревянный дом, необходимо разбираться в материалах, используемых на всех этапах работ. Конечно, речь не идет о том, что вам, как заказчику, необходимо разбираться в мельчайших деталях, однако, иметь общее представление никогда не помешает.

В строительстве деревянных домов используется не только оцилиндрованное бревно, но брус и доска, относящийся к категории пиломатериалов.

Пиломатериалом принято считать продукцию, изготовленную из древесины на лесопильных предприятиях из круглых лесоматериалов. Бревна подвергаются распиливанию вдоль ствола с применением специальных станков и оборудования: ленточнопильного или круглопильного, затем полученные части делят вдоль или поперек, в зависимости от желаемого результата.

Пиломатериалы, в зависимости от их вида, имеют качественные и размерные характеристики, описанные в соответствующих нормативных документах.

К сортименту обрезного пиломатериала относятся следующие позиции:

— Брус представляет собой пиломатериал, параметры которого (толщина и ширина) составляют более 100 мм.

— Бруском называют пиломатериалы, толщина и ширина которых соотносится 1:2 и более, то есть, толщина составляет от 50 до 100 мм, а ширина — 100 мм и более.

— Доска — пиломатериалы, ширина которых больше двойной толщины.

Доска и брус естественной влажности используется для изготовления стропильной системы, брус можно использовать как межэтажные балки, доска как черновые полы и потолки.

Самым популярным материалом для изготовления традиционно считаются хвойные породы деревьев.

Расчет деревянных балок перекрытий

Деревянные балки перекрытий дома часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками. Недостатки деревянных балок — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами. Поэтому, деревянные балки перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами. Современные варианты деревянных балок перекрытий — это балки из клееного бруса (как с вертикальным расположением ламелей, так и с горизонтальным), двутавровые деревянные клееные балки (как полностью деревянные, так и комбинация OSB и дерева), дерево-металлические балки перекрытий (комбинация дерева и пространственных силовых элементов из металла) и пространственные деревянные балки, элементы которых скрепленны металлозубчатыми пластинами.

Балки межэтажных перекрытий могут служить опорными балками для выступающих деревянных балконов.

Оптимальный пролет для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшее сечение для деревянной балки — прямоугольное с соотношением высоты к ширине 1,4:1. В стену балки заводят не менее чем на 12 см и гидроизолируют по кругу, кроме торца. Желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену.

При выборе расчета сечения балки перекрытия учитывают нагрузку собственного веса, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило, составляет 190-220 кг/м2, и нагрузку временную (эксплуатационную), её значение принимают равной 200 кг/м2. Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролёта. Шаг монтажа деревянных балок рекомендуется выбирать равным шагу установки стоек каркаса.

Таблица сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400кг/м2. — рекомендуется рассчитывать именно на эту нагрузку

Пролёт (м)/ шаг установки (м)

Усиление деревянных балок перекрытия металлическим уголком. Процесс работы

В центре комнаты установил два швеллера высотой в 14 см, прикреплённых друг к другу плоской частью в виде двутавра. Далее купил 4 м балки сечением 70×100 мм (в чём и была моя ошибка, так как удобней было бы использовать балки с сечением 100×150 мм) и закрепил их в швеллере и на несущей стене.

После монтажа крыши (использовал подпорки для стропил, которые опирались на эти балки), появился небольшой прогиб балок. Чтобы избежать дельнейшей деформации, решил усилить их уголком размерами 75×75 мм с одной стороны балки, а с другой, закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75 мм.

Для стягивания уголка и полосы к балке использовал болты Ф12 длиной 100 мм, которые крепил на расстоянии 400 мм друг от друга

Вот таким образом усилил балки.

Если есть необходимость дополнительно укрепить балки с сечением 50×200 мм при ширине пролета 5 м, могу порекомендовать для усиления конструкции закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75-80 мм по диагонали к центру с обеих сторон балки.

При этом сначала вдоль всей длины балки надо закрепить шнурок, и при помощи домкрата, посередине приподнять балку выше уровня шнурка и после крепить металлическую полосу.

Если в продаже не оказалось металлической полосы с нужными размерами, можно нарезать на гильотине полосы длиной 1,5 м, и сварить их между собой, получив необходимую длину.

В случае, если необходимо добавить дополнительные балки для усиления потолка в случаях его провисания и прогиба. Для этого необходимо подобрать балку соответствующего сечения, стянуть её уголком и прикрепим торцевой частью к стене.

Читайте также:  Монтаж инвентарной опалубки стен монолитного дома

Также возможно при помощи тарлена устранить провисание и прогиб балок, закрепив его на коньковой части крыши и самой балке. При таком креплении тарлена нагрузка будет перераспределяться на стропильную часть крыши. Однако этот метод применяется только в крайних случаях, если нет возможности добавить дополнительные балки.

Правила укладки балок перекрытия

Если возводится кирпичное здание, то для устройства в нем межэтажных перекрытий в стенах оставляют специальные отверстия, которые предусмотрительно оставляют во время кладки стен. Если дом строится деревянный, то отверстия, в которые впоследствии будут прокладываться балки, просто вырубаются в нужных местах. Укладка балки должна быть произведена таким образом, чтобы опорная длина концов, заходила на в проемы не менее, чем на 15 см.

Горизонтальность укладки проверяется уровнем или ватерпасом. Чтобы выдержать точное расстояние между устраиваемыми балками, можно использовать отрезок рейки нужной длины. Она и будет служить показателем того расстояния, через которое следует установить следующую балку. Крепить эти опорные элементы следует через каждые два бруса. Производятся они с помощью анкеров.

Для выравнивания балок по горизонтали в проемы, в которые они укладываются, можно подкладывать под их концы деревянные плашки. Не следует забывать и об утеплении при производстве этих работ. Все свободное пространство, которое остается в проемах после устройства в него балки. следует заполнить утеплителем. Обычно в этих целях используется стекловата.

Также важно сделать гидроизоляцию. Поэтому в каждый проем прокладываются куски рубероида в два слоя или плотного полиэтилена. Расположить балки можно как в параллельном, так и перекрестном направлении. Но последнее довольно сложно в монтаже, и на практике используется редко.

Расчет балок перекрытия

В основу расчета сечения бруса, который послужит опорной балкой, заложено следующее правило: сечение опоры должно быть не меньше 1/25 его длины. Например, если длина бруса составляет 6 метров, то толщина его должна быть не менее 25 см. Форма помещения, над которым возводится перекрытие зачастую прямоугольной формы.

Целесообразнее укладывать балки таким образом, чтобы длина их была наименее короткой. То есть опорой для их концов должны служить проемы в самых длинных стенах этого помещения. Например, если его размеры 3/6 метров, то балки следует устанавливать длиной в три метра. Но это условная цифра, так как она обозначает только ширину пролета.

Сама же балка должна быть больше на 50-60 см. по той причине, что должна опираться на стены обоими концами не менее, чем на 25 см. Далее, чтобы произвести правильный расчет балок перекрытия следует учесть весовую нагрузку. Для жилых зданий ее средняя величина 400 кг/м2

Для чердачного перекрытия эта величина может быть вдвое меньшей. Далее в расчет закладывается расстояние между балками. Оно может быть как 1 метр, 75 см. или другое. Оптимальная ширина пролета для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшая форма бруса — прямоугольная, с соотношением высоты балки к ее ширине 1,4:1.

Далее по специальной формуле рассчитывается максимальный изгибающий момент. Если расстояние между балками будет 1 метр, то он составит 80000 кг/см. Существуют специальные таблицы, в которых приведены средние показатели для некоторых пород дерева, учтено процентное соотношение влажности древесины, коэффициент срока ее службы и многие другие показатели.

Все это можно найти на специализированных сайтах или в литературе по строительству домов. В том случае, если на балки перекрытия будут сначала опираться лаги, а потом уже доски, то следует рассчитать и сечение лаг.

Смотрите также:

  • Конституционный суд разрешил садоводам и дачникам разводить домашнюю живность на своем участке
  • Правила укладки балок перекрытия
  • Дачную амнистию продлили на пять лет
  • Чем зелёные фрукты полезнее красных?
  • Правда ли, что с 1 января жителям частных домов запретят разжигать костры?
  • Условия и способы хранения зернопродуктов
  • Дачную амнистию продлят?
  • Крепление балок к стене

    Балки перекрытия могут соединяться со стенами несколькими способами.

    В кирпичных или брусовых домах концы балок заводят в пазы («гнезда»). Если используются брусья или бревна, то глубина заложения балок в стены должна составлять не менее 150 мм, если доски – не менее 100 мм.

    Крепление балок к стене

    Части балок, соприкасающиеся со стенками «гнезда», гидроизолируют, оборачивая их двумя слоями рубероида. Торцы балок срезают под 60° и оставляют неизолированными , чтобы обеспечить свободное «дыхание» древесины.

    При заведении в «гнездо», между балкой и стеной (со всех сторон) оставляют вентиляционные зазоры в 30-50 мм, которые заполняют теплоизоляцией (паклей, минеральной ватой). Балку опирают на основание паза через антисептированну ю и гидроизолированн ую деревянную дощечку толщиной 30-40 мм. Боковые стороны паза можно засыпать щебнем или замазать цементным раствором на 4-6 см. Каждую пятую балку дополнительно скрепляют со стеной при помощи анкера.

    В деревянных домах балки заглубляют в пазы стен не менее, чем на 70 мм. Чтобы предотвратить появление скрипов, между стенками паза и балкой прокладывают гидроизоляционны й материал. В некоторых случаях балки врезают в стены, выполняя соединения типа «ласточкин хвост» и т.п.

    Крепление балок к стене

    Также балки можно закрепить на стене с помощью опор из металла — стальных уголков, хомутов, кронштейнов. Они соединяются со стенами и балками саморезами или шурупами. Данный вариант крепления является наиболее быстрым и технологичным, однако менее надежным, чем при заведении балок в пазы стен.

    Читайте также:  Основные правила устройства монолитных перекрытий

    Основные принципы крепления

    В процессе монтажа стропильной системы используются несколько вариантов ее крепления. В любом случае, основной задачей работ является предупреждение возможного соскальзывания стропила с бревна, служащего для него опорой. Чаще всего, для жесткого крепления используются специальные металлические крепежи. В отельных случаях в уже подготовленных к монтажу бревнах делаются соединительные пазы или в качестве креплений выбираются элементы с так называемыми зубьями (шипами).

    Основные принципы крепления

    Вариант использования при монтаже болтов и гаек требует предварительных треугольных надрезов на досках с тыльной стороны в местах креплений. Такой вид монтажа требует тщательной подготовки и точных расчетов. В процессе работы стропило устанавливается срезом на опорную балку, временно крепится к ней гвоздями. И только после того, как проведены дополнительные контрольные замеры правильности установки стропила, на нем высверливается сквозное отверстие, в которое пропускается болт, шайба и крепление затягивается гайкой.

    Это важно! Используя крепление при помощи болтов и гаек, следует понимать, что сквозные отверстия в стропилах со временем ослабляют дерево, а вслед за этим и весь крепежный узел.

    Основные принципы крепления

    Выбор варианта крепления стропил, используя мауэрлат или перекрытия из балок, зависит и от того, какой угол наклона будет иметь вальмовая крыша. Если предполагаемая нагрузка на кровлю невелика, и вы делаете большой угол уклона, достаточно использовать в конструкции крепления с одним зубом. Для крыш со скатом от 350 и менее – крепления с двойным зубом. Такой вид монтажа обеспечит прочность системы, и значительно увеличит площадь опоры.

    Соединение: стропильная нога + балка

    Любая крыша под воздействием на нее различных видов нагрузки осуществляет стремление «поплыть» по сторонам и книзу. Чтоб не довести до такого, применимы разные способы, которые станут препятствовать смещениям сегментов стропильных систем.

    Одним из проверенных временем и опытом мастеров методов является вырезка разъемов в стропильных ногах, что будет возможным осуществить путем соединений при помощи зуба с упором, с шипом или опоры стропила на балочное перекрытие.

    Врубку в первом варианте используют, если у кровли большой уклонный угол. Это значит, что прикрепление стропил ведется под углом более 35 о . В стропильной ноге делают зуб с упором и с шипом, а в теле балки под шип делают соответствующее гнездо (заглубление врезки до одной трети толщины самого бруса, иначе будет осуществляться ослабление конструкции). Врез проводят, отступив от края на расстояние не более 40 см, в таком случае обычно удается избегнуть скола. А чтоб не допускать сползания соединений вбок, одинарный зуб создается вместе с шипом.

    Врубки с 2-ми «зубами» могут применяться для пологой кровли, в случае, когда угол меж соединяемыми элементами не будет свыше 35 о . Сам процесс реализуется одной из следующих методик:

    • в 2 шипа;
    • в упоры – без участия шипов;
    • в упоры, дополняемые шипами;
    • скрепление замочного плана с 2-мя шипами (возможны и иные вариации).

    Для 2-х зубов вход по своей глубине обыкновенно одинаковый. Однако, в некоторых вариантах 1-й из дополняемых шипами зубьев заглубляется на треть от толщины всей балки, а 2-й – на половину.

    При обустройстве крышных конструкций может быть задействована и методика, когда соединяются друг с другом: стропильная нога плюс потолочная балка из перекрытия (используется довольно нечасто). В этом случае в ноге сооружают упорный зуб таким образом, чтоб 1-я из плоскостей укладывалась на плоский балочный срез, а 2-я – фиксировалась в вырез, который заглубляют в треть толщины балки. Для пущей прочности кроме врубок зачастую выполняется еще и дополнительное присоединение с помощью болтов и хомутов.

    Проектирование

    Проектирование — это крайне важный этап строительства. Именно на нём делаются чертежи, выбираются материалы и крепления стропил к балкам перекрытий. Очень важно на данном этапе правильно рассчитать ветровую и снеговую нагрузку. От проведённых расчётов будет зависеть вес всей системы.

    На этапе проектирования крыши и креплений стропил к балкам перекрытия необходимо учитывать несущую способность стен. Если сделать крышу слишком тяжёлой, то всё здание может обвалиться в один момент.

    Есть целый ряд факторов, которые необходимо учесть при проектировании крыши и креплений стропил к балкам перекрытия:

    Проектирование
    • форма кровли,
    • кровельный материал,
    • схема расположения внутренних опор,
    • система стропил,
    • угол наклона ската крыши,
    • длина от одной стенки к другой.

    Именно эти параметры в первую очередь влияют на проектирование крыши и креплений стропил к балкам перекрытия.