Сращивание балок перекрытия по длине: методы и рекомендации

Дом 25.03.2024

Как сращивать брус по длине

В данной статье вы узнаете, как производить сращивание бруса по его длине. Не является секретом, что для изделий, подвергающихся разным видам нагрузок — растяжению, сжатию и изгибу, используются разнообразные методы сращивания.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Схема деревянного перекрытия с разделенными балками

Порядок расчета деревянных балок

Перед тем, как проводить монтаж деревянного перекрытия, необходимо провести расчеты, в которых определить количество и размеры балок. Для этого необходимо:

определить длину пролета, на которые они будут устанавливаться;
рассчитать возможную нагрузку, которую они будут нести после монтажа;
имея указанные данные, провести расчет сечения балок и шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого используются специальные таблицы и программы.

Ширина и высота балок должна быть в пропорции 1:1.,4. При этом, ширина балок должна находиться в диапазоне от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см, с учетом толщины утеплительного материала. Бревна для перекрытий должны иметь диаметр в диапазоне от 11 до 30 см.
Шаг установки должен находиться в пределах от 30 до 120 см, с учетом утеплительного и подшивочного материалов, которое будет в межбалочном пространстве. Если строение каркасное, то шаг должен соответствовать дистанции между каркасами.
Определение сечения балок из дерева проводится по разработанным таблицам или с применением определенных программ. Проводя расчет сечений необходимо учитывать, что максимальный изгиб чердачных балок не должен превышать 1/200, а межэтажных 1/350.

Деревянные фермы могут послужить оригинальным декоративным элементом

Кроме достоинств, фермы обладают некоторыми недостатками, к которым можно отнести следующие:

за счет конструктивных особенностей, значительно увеличивается толщина межэтажных перекрытий;
значительные трудозатраты при изготовлении фермы своими руками, необходимость наличия специального оборудования;
высокая цена на готовую конструкцию.

Проектирование деревянной ферм

Артур Комиссаров. Эксперт. Автор.
Специалист “3 в 1”.
Помимо автора-эксперта, также, является директором предприятия “Завод лестниц на металлическом каркасе” г. Москва. Завод занимается производством лестничных конструкций.

Балки перекрытия.

Балки перекрытия являются основными несущими элементами всего деревянного перекрытия. От правильного выбора и подбора размеров и количества балок зависит надежность деревянного перекрытия. Основными размерами деревянных балок перекрытия являются их длина и сечение. Определять длину балки нужно исходя из ширины пролета, который вам необходимо будет перекрыть. Размеры сечения балки перекрытия зависят от длины пролета, расстояния между устанавливаемыми балками (шага установки) и предполагаемой нагрузки, которая будет действовать на балки перекрытия. Статья расскажет, как можно самостоятельно рассчитать количество и размеры балок.

Определение необходимого количества и размеров балок перекрытия.

Размеры и количество деревянных балок для конструкции перекрытия определятся, исходя из нескольких составляющих. Для начала необходимо измерить ширину пролета, который будет перекрыт. Затем определяем способ крепления балок перекрытия на стенах строения, то есть на сколько балки зайдут в стены. После этого нужно рассчитать нагрузки, которые будут действовать на балки перекрытия при вводе объекта строительства в эксплуатацию. И заключительный этап: с использованием таблиц и специальных программ-калькуляторов подбирается нужное сечение и шаг балок перекрытия.

Расчет длины балок перекрытия.

Размеры пролета, который необходимо перекрыть и размер заделывания балок перекрытия в стены определяет длину балок. Длина замеряется рулеткой. Глубина заделывания балки в стену в каждом случае должна определяться индивидуально, исходя из того материала, из которого изготовлены стены. В кирпичные или бетонные стены балки перекрытия устанавливаются в пазы глубиной около 100 мм, если балка перекрытия изготовлена из доски и на глубину 150 мм, если балка из бруса. В деревянных стенах вырубают специальные зарубки, глубина которых должна составлять не менее 70 мм. В случае крепления балок перекрытия к деревянным стенам при помощи специальных металлических креплений, в качестве которых используют уголки, кронштейны, хомуты, длина балок такая же, как и расстояние между стенами. В некоторых случаях на деревянные балки перекрытия монтируют стропильные ноги крыши и тогда необходимо выпустить балки за стену на 30-50 см, чтобы сформировать свет будущей крыши.

Балки перекрытия в зависимости от того из какого материала или древесины они изготовлены могут перекрывать разный размер пролетов. При этом необходимо учитывать, что оптимальным является длина пролета в 2,5–4 м. При длине до 6 м может быть использована балка перекрытия из обрезной доски или бруса. От 6 до 12 м уже необходимо применять балки перекрытия из клееного бруса, которые могут быть прямоугольными или двутавровыми. В случае же использования обычных балок перекрытия необходимо опирать их на промежуточные опоры, в качестве которых выступают стены или колонны. Вместо балок, если длина пролета составляет более 6 м, можно использовать деревянные фермы.

Расчет нагрузки, действующей на перекрытие.

Нагрузка собственного веса всех элементов перекрытия, среди которых балки перекрытия, зашивки, межбалочное заполнение и вес эксплуатационной нагрузки, включающей в себя вес мебели, других предметов и устройств, находящихся в помещении, вес людей составляют общую нагрузку, действующую по балкам перекрытия на само перекрытие. Рассчитать эту нагрузку довольно сложно, она выполняется специалистами и представляет собой громоздкие расчеты, выполняемые специалистами в процессе проектирования конструкции перекрытия. Однако, используя приведенный ниже упрощенный вариант, можно выполнить эти расчеты самостоятельно.

Деревянное перекрытие для чердака, в случае если на чердаке не складируются вещи или другие материалы, а утеплитель изготовлен из легких материалов постоянная нагрузка состоит только из собственного веса и составляет обычно 50 кг/м 2 .

Согласно СНиП 2.01.07-85 эксплуатационная нагрузка составит в данном случае 90 кг/м 2 , включающая 70 кг/м 2 – нормативное значение для этого вида чердака 1,3 – коэффициент запаса.

Сложив 50 кг/м 2 и 90 кг/м 2 получим общую расчетная нагрузка для указанного выше чердачного перекрытия, которая составит 140 кг/м 2 , а после округления 150 кг/м 2 .

Если же чердак планируется использовать для хранения вещей, в других целях, когда на перекрытие будет действовать большая нагрузка, или при изготовлении использовался тяжелый утеплитель и более тяжелые заполнитель и подшивка, нормативное значение нагрузки увеличится до 150 кг/м 2 , и, соответственно общую округленную нагрузку на чердачное перекрытие следует принимать за 250 кг/м 2 (50+150х1,3 = 245 кг/м 2 ).
Когда чердачное помещение используется для проживания людей в качестве мансарды, общая расчетная нагрузка, с учетом веса полов, перегородок, мебели, дверей, увеличивается до 300-350 кг/м 2 . Однако, в данном случае нужно также учесть вес устанавливаемых при устройстве мансарды междуэтажных деревянных перекрытий, а временная нагрузка при эксплуатации состоит из большого количества мебели и людей, общая нагрузка должна приниматься за 350 – 400 кг/см 2 .

Определение сечения и шага деревянных балок перекрытия.

Выше было рассмотрено как определить необходимую длину и рассчитать общую нагрузку. После этого нужно определить необходимое сечение балок перекрытия и шаг укладки, которые связаны между собой. Прямоугольное сечение деревянной балки перекрытия является лучшим, если соотношение высоты и ширины соотносится как 1,4:1. Ширина балки перекрытия в этом случае может быть в пределах от 40 до 200 мм, а высота от 100 до 300 мм. Высота балок выбирается такой же как и толщина утеплителя. Если в качестве балок перекрытия используются бревна, их диаметр должен быть в пределах от 110 до 300 мм.

Шаг деревянного перекрытия напрямую зависит от того, какого вида и сечения используется материал балки перекрытия и может быть от 300 до 1200 мм, чаще же всего шаг деревянного перекрытия выбирается в пределах от 600 до 1000 мм. При выборе расстояния между балками перекрытия можно исходить и из размера плит утеплителя, которые будут уложены в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. В каркасных зданиях нужно стремиться, чтобы шаг укладки соответствовал шагу стоек каркаса. Тогда будет обеспечена наибольшая надежность конструкции из-за ее жесткости.

С помощью справочных таблиц можно достаточно точно сделать расчет размеров деревянных балок перекрытия или провести проверку уже выбранных размеров. При проведении расчетов нужно учитывать, что относительный прогиб чердачных перекрытий не должен превышать 1/200, а междуэтажных перекрытий – 1/350.

Какую древесину лучше выбрать для деревянных перекрытий и как правильно уложить балки?

Применительно к нашей теме эти слова звучали бы так: ни пола, ни потолка. И действительно, ни того ни другого не было бы у помещений без перекрытий. Но главное, что этот конструктивный элемент связывает между собой ограждающие стены здания и в немалой степени отвечает за его надежность

Одна из разновидностей перекрытий — деревянные балочные (бывают еще монолитные, сборные, кессонные и др.). Их сооружают как в брусовых, бревенчатых и каркасных домах, так и в возведенных из кирпича или бетонных блоков. Для начала разберемся, какими характеристиками должны обладать перекрытия.

На первом месте, разумеется, стоит прочность, ведь помимо собственного веса перекрытия несут на себе нагрузки от предметов обстановки и находящихся в помещении людей. В соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85, они должны быть рассчитаны на равномерно распределенную нагрузку не менее 150 кгс/м² (при проектировании ее значение для междуэтажных перекрытий обычно несколько завышают, а для чердачных, наоборот, занижают). Если планируется установить в помещении, например, котел, бильярдный стол или рояль, то при инженерных расчетах обязательно учитывают оказываемые ими сосредоточенные нагрузки.

Вторая важная характеристика — жесткость, то есть устойчивость к прогибу под воздействием нагрузок: не более 1/200 или 1/250 пролета для чердачных и междуэтажных перекрытий соответственно. Кроме того, конструкция должна быть стабильной и «не реагировать» на хождение людей, перестановку мебели и т. п.

Возлагаются на перекрытия и такие задачи, как защита от передачи воздушного и ударного шума из одной комнаты в другую; предотвращение утечки тепла из обогреваемого помещения в холодное (чердак, подвал) при разнице температур в них ≤10°С; а также создание препятствия для распространения в здании огня.

Плюсы и минусы деревянных перекрытий

Несомненные плюсы таких конструкций — легкость, быстрота сооружения и сравнительно невысокая стоимость. Ну а минусы типичны для древесины. Во-первых, балки чувствительны к изменениям температурно-влажностного режима, что чревато их деформацией. Во-вторых, дерево подвержено различным биопоражениям (гниль, грибок и пр.). По этой причине для изготовления балок следует использовать хорошо высушенный материал с влажностью не более 8–12%, в обязательном порядке обработанный специальными антисептическими препаратами, что позволит существенно продлить срок службы конструкций. Кроме того, действенной мерой по предотвращению преждевременной порчи древесины является поддержание в доме постоянного уровня температуры и влажности.

Нередко деревянные перекрытия проявляют нестабильность, заметно прогибаясь под нагрузками. Причиной этого, даже при использовании балок расчетной жесткости, является либо их неправильное расположение — не по ширине, а по длине проема, либо простое опирание на венец сруба вместо установки в выбранный в бревне паз

Еще один минус деревянных перекрытий заключается в их повышенной пожароопасности. Вследствие этого балки должны быть пропитаны огнезащитными составами, а по периметру проходящих сквозь перекрытия дымовых труб — устроены изоляционные короба, заполненные негорючей каменной ватой высокой плотности.

Обычная древесина или клееная?

Клееная балка

Используя для изготовления балок натуральную древесину естественной влажности (как правило, это изделия из сосны толщиной 50–80 мм и высотой 200–300 мм), необходимо учитывать следующие моменты. Первый: не прошедший принудительную сушку материал будет менять свои геометрические размеры в зависимости от внешних условий. Второй: не исключено, что он имеет скрытые пороки, что может отразиться на несущей способности конструкции. Третий: чтобы исключить боковые деформации, широкие балки придется снабжать распорками. И наконец, четвертый: перекрыть такими балками можно не более чем 6-метровый пролет, да и то с маленьким шагом.

Балки из клееной древесины, сырье для которой проходит тщательную сортировку и камерную сушку, имеют стандартные размеры от 140 × 50 до 200 × 200 мм и при равном сечении являются значительно прочнее обычных. Ими можно перекрывать пролеты длиной до 12 м. Кроме того, для укладки перекрытий в помещениях сложной геометрии, где потолочная конструкция играет к тому же еще и декоративную роль, выпускаются гнутоклееные балки.

Стоит отметить, что в последнее время вместо балок из цельной и клееной древесины отечественные застройщики все чаще стали использовать балки из LVL-бруса, OSB-плит, металлодеревянные и др.

Укладка балок

Сечение, а следовательно, и шаг установки балок — это расчетные величины, зависящие от длины пролета, проектных нагрузок, а также размера плит утеплителя, который укладывают в промежутки между балками.

Если согласно проекту балки должны быть расположены параллельно длинной стене, чтобы, например, стать элементом дизайна интерьера, то их сечение определяется особо. В этом случае обычно используют изделия из клееной древесины с металлическим армированием, предусматривают опорные колонны, усиливают конструкцию поперечными балками и др.

Узел соединения балки с венцом брусового или бревенчатого дома выполняют разными способами. Один из них — укладка балки в выбранный на 70 мм паз через промежуточный изоляционный слой (чтобы в результате трения не появлялся скрип). При подрубке конца балки — например, для замка «ласточкин хвост» и т. п. — ее сечение может быть уменьшено только на четверть (СНиП II-25-80), иначе возникает риск появления в ней продольных трещин и, как следствие, снижения несущей способности.

Коробка дома, сложенного из бруса или бревна, осаживается практически равномерно по всем стенам, а следовательно, перекоса перекрытий можно не опасаться

Вариант опирания деревянной балки на кирпичную стену

Также соединение выполняют с применением опорных элементов из оцинкованной стали — уголков, кронштейнов, Т-образных пластин и др., которые фиксируют к стене металлическими саморезами или шурупами-глухарями большого сечения, а к ним теми же саморезами крепят балку. Опоры могут быть скрытыми или оставаться на виду, если потолочная конструкция выступает в качестве интерьерной детали. При этом следует учитывать, что специалисты рекомендуют использовать такое соединение балок только с внутренними стенами, поскольку на ограждающей стене опорные элементы могут попасть в точку росы, что приведет к выпадению конденсата и появлению темных пятен на древесине.

Для устройства деревянных перекрытий в блочных и кирпичных домах в процессе кладки стен в них предусматривают специальные гнезда глубиной не менее 150 мм, куда вставляют балки. Предварительно их концы срезают под острым углом, чтобы древесина не насыщалась влагой, обрабатывают биозащитными препаратами и гидроизолируют двумя слоями рубероида или пергамина. Торец при этом должен оставаться открытым, чтобы ничто не мешало движению водяного пара. Углубление выстилают гидроизоляционным материалом, помещают внутрь утеплитель, кладут деревянную прокладку (также обработанную антисептиком) и вставляют туда балку, фиксируя ее анкерами. Обратите внимание: СНиПы запрещают глухую (закрытую) заделку деревянных конструкций в каменные стены, поэтому по краю гнезда необходимо предусмотреть воздушный зазор.

Как быть, если балка одним своим концом опирается на деревянную стену, а другим – на каменную? Ведь первая будет давать осадку, а вторая нет. Как в этом случае поведет себя перекрытие?

Чтобы не допустить его перекоса, практикуют следующее решение. Вдоль каменной стены ставят столбы (деревянные, бетонные и пр.), закрепляют на них винтовые домкраты, поверх кладут опорный брус, а на него – концы балок. Таким образом, подкручивая винты, можно выравнивать перекрытие, «подстраиваясь» под осадку деревянной стены. Сечение и шаг столбов – величины расчетные.

Что касается эстетической стороны вопроса, то столбы можно оставить на виду, вписав их в стилистику интерьера, а можно спрятать за обшивкой, только при этом нужно не забыть устроить в ней окошки для регулировки домкратов.

Конструкция перекрытия

Классическая система утепления перекрытия для холодного чердака

Самый распространенный вариант «пирога» деревянного перекрытия выглядит так. Прежде всего, между балками должен быть уложен утеплитель, решающий также задачу по звукоизоляции помещений. Как правило, это 50-миллиметровые плиты из каменного волокна, общая толщина слоя которых для междуэтажных перекрытий, согласно расчету, может достигать 150 мм.

Если балки перекрытия в декоративных целях частично выступают за плоскость потолка, то их оставшейся высоты может не хватать для укладки полноценного слоя теплоизоляции. В этом случае специалисты советуют «нарастить» балки деревянными брусками и уже в этот каркас класть утеплитель нужной толщины.

Практически непреодолимой преградой для распространения ударного и воздушного шума будет являться перекрытие, состоящее из двух не зависимых друг от друга контуров балок (они могут быть и разнонаправленными), заполненных эффективной изоляцией

Для защиты от увлажнения водяным паром утеплитель снизу покрывают пароизоляционной пленкой. Ее настилают так, чтобы она или огибала балки, или прилегала только к их нижней поверхности, формируя из нее сплошной, неразрывный слой с помощью перехлестной стыковки полотен и проклейки швов специальными лентами. Действуя по тому же принципу, сверху утеплитель защищают слоем гидроизоляции.

Со стороны нижерасположенного помещения по балкам выполняют, например, обшивку вагонкой либо сооружают каркасную подоснову для того или иного вида потолочной отделки, а сверху — делают обрешетку (или кладут лаги) для настила чернового и чистового пола.

Какой длины должны быть балки перекрытия?

Длина балок перекрытия зависит от нескольких факторов, включая расстояние между опорами, нагрузки, которые они должны выдерживать, а также размеры балок.

При проектировании балок перекрытия необходимо учитывать следующие факторы:

Расстояние между опорами: Чем больше расстояние между опорами, тем длиннее должны быть балки. В общем случае, длина балок должна быть достаточной, чтобы они могли надежно держаться на опорах и не провисать под весом нагрузки.
Нагрузки: Расчет нагрузки, которую должны выдерживать балки, является важным шагом в проектировании перекрытий. Нагрузки могут быть статическими (например, вес стен или мебели) или динамическими (например, вес людей, которые ходят по перекрытию). Чем больше нагрузка, тем более прочными должны быть балки.
Размеры балок: Чем больше размеры балок, тем больше они могут выдержать нагрузку. Размеры балок могут быть различными, и выбор оптимального размера зависит от конкретных условий и требований к конструкции.

При проектировании перекрытий необходимо соблюдать требования строительных норм и правил, а также учитывать конкретные условия строительства. В каждом конкретном случае следует обращаться к профессиональным инженерам или специалистам в области строительства, чтобы получить консультацию по выбору оптимальной длины балок перекрытия.