Какую древесину лучше выбрать для деревянных перекрытий?

Перекрытие — это ограждающая конструкция между этажами. Железобетонное перекрытие хорошо всем известно, достаточно поднять голову и посмотреть на потолок наших квартир. Удешевить стоимость железобетонного перекрытия в условиях самодеятельного строительства не удастся. В данной главе будем рассматривать перекрытие из дерева.

Процедура расчета деревянных балок перекрытия

Деревянные перекрытия являются элементами конструкции, на которые возложена несущая функция. При выполнении расчетов для изготовления данных элементов необходимо учитывать особенности проекта и самих элементов непосредственно, а именно:

Процедура расчета деревянных балок перекрытия
  • такие параметры как габариты и количество балок зависят от вычислений пролетов, которые заложены в проект. При выполнении замеров обязательно нужно принимать во внимание глубину, на которую балки будут вводиться в стеновые панели для крепления;
  • если стены кирпичные, то балка, выполненная из бруса, должна заходить более чем на 150 мм, а из доски – на 100 мм. Если домокомплект является древесной конструкцией, то этот показатель должен составлять порядка 70-ти мм;
  • длина балок должна равняться длине пролета, если для крепления используются кронштейны и уголки. В случае с металлическими балками расчет должен быть произведен с учетом того, что они будут удерживать на себе вес всего перекрытия;
  • стандартный размер ширины пролета составляет от 2,5 до 4-х метров, при этом длина балки равна 6-ти метрам. Если конструкция предполагает большую длину, то для изготовления балок используется специальный клееный брус или стеновые перегородки.

Принцип работы

Согласно ГОСТ 26519-85 «Конструкции железобетонные заглублённых помещений с перекрытием балочного типа. Технические условия» формула расчёта полезной нагрузки железобетонных балок перекрытия складывается из следующих характеристик:

  • Нормативно-эксплуатационная нагрузка на балки перекрытия с определённым коэффициентным запасом. Для жилых зданий данный показатель нагрузки составляет 151 кг на м2, а коэффициентный запас равен 1,3. Получаемая нагрузка – 151*1,3=196,3 кг/м2;
  • Нагрузка от общей массы блоков, которыми закладываются промежутки между балками. Блоки из лёгких материалов, к примеру из пенобетона или газобетона, показатель плотности которых D-500, а толщина 20 см будут нести нагрузку – 500*0,2=100 кг/м2;
  • Испытываемая нагрузка от массы армированного каркаса и последующей стяжки. Вес стяжки с толщиной слоя 5 см и показателем плотности 2000 кг на м3 будет образовывать следующую нагрузку – 2000*0,05=100 кг/м2 (масса армировки добавлена в плотность бетонной смеси).

Показатель полезной нагрузки железобетонной балки перекрытия составляется из суммы всех трёх перечисленных показателей – 196,3+100+100=396,3 кг/м2.

Разновидность деревянных перекрытий

Устройство деревянных перекрытий должно включать противопожарную защиту. С точки зрения техники безопасности пожарной охраны различают два вида перекрытий в деревянном строительстве:

Ребристые перекрытия, являющиеся конструкциями из деревянных плит с закрытой верхней и нижней поверхностью на деревянных ребрах.

Разновидность деревянных перекрытий

Балочные деревянные перекрытия

В особняках наиболее часто используются балочные деревянные перекрытия, являющиеся обычно чердачными или междуэтажными перекрытиями.

Балки деревянного перекрытия обычно имеют толщину 42мм, чего вполне достаточно для обеспечения необходимой жесткости конструкции и предотвращения скручивания элементов. Высота балок может быть различна и зависит от площади перекрытия, расстояния между балками и материала, из которого они сделаны.

Разновидность деревянных перекрытий

Чаще всего они имеют вид твердых деревянных бревен, но возможна также конструкция балок из составных элементов (склеенных или соединенных механически).

Каркас перекрытия состоит из деревянных балок и подтяжек. Все элементы такого перекрытия опираются на несущие стены. Возможно также удерживание балок перекрытия на дополнительных промежуточных балках.

Все балки укладываются в одном направлении и видны снизу перекрытия. Они могут быть закрыты потолком из гипсокартона или деревянных панелей.

Разновидность деревянных перекрытий

В перекрытиях без нижнего потолка балки становятся видимыми элементами и полезно влияют на климат помещения. Используются, как правило, два расстояния укладки балок – 40 и 60 см. В кирпичных домах балки перекрытия дополнительно защищены от высовывания из стен при помощи специальных петель.

Концы балок, опирающиеся на стены, должны быть покрыты смолой и бумагой, однако без покрытия ею всей балки. Следует использовать также теплоизоляцию лицевой стороны балок, что обеспечит удаление водяного пара и продолжит срок эксплуатации древесины. Между балкой и стеной необходимо оставить вентиляционное пространство шириной 2-3 см, чтобы воздух мог свободно доходить до лицевой стороны балки.

Читайте также:  Заделка швов между плитами перекрытия своими руками

Какие бывают виды балок

Изделия различаются по материалу изготовления и сечению. Их изготавливают из цельного бруса (без склеивания), а также из клееного. Первый вариант предпочтительнее в плане экологичности – при изготовлении клееного стройматериала используются искусственные смолы.

По типу сечения бывают квадратными, прямоугольными, двутавровыми и круглыми. Рассмотрим плюсы и минусы каждого из вариантов.

Квадратные

Такое сечение считается наименее предпочтительным и выгодным – квадратные балки хуже распределяют усилия при нагрузке и обходятся дороже, чем другие виды перекрытий.

Прямоугольные

Оптимальный вариант при подборе деревянных перекрытий. При установке таких элементов короткая сторона размещается горизонтально, длинная – вертикально, так как увеличение высоты положительно влияет на прочность.

Двутавровые

Изделия имеют оригинальное строение: сверху и снизу имеются уширенные элементы, в середине размеры уменьшены до предельно допустимых показателей. Двутавровая деревянная балка для перекрытий по показателям прочности не уступает другим вариантам, а при изготовлении существенно снижается расход древесины.

Такие изделия успешно монтируются на длинных пролетах, они имеют малый вес и не деформируются под нагрузками. Кроме того, на них проще закрепить коммуникации.

Однако такие балки отличаются сложностью изготовления – не каждом городе есть производства, занимающиеся заготовкой таких стройматериалов.

Круглые или овальные

Такие балки обычно используются для монтажа чердачных перекрытий. Они имеют максимальную устойчивость на изгиб и выдерживают большие нагрузки. При этом использование материалов с круглым и овальным сечением требует точных расчетов. Согласно строительным требованиям, их максимальная длина не должна превышать 7,5 погонных метров.

Как сделать межэтажные деревянные перекрытия в домах из кирпича и дерева

Перекрытия – это один из элементов возводимого дома, сильно влияющий на крепость постройки. В зависимости от материала они бывают деревянными и железобетонными (монолитными, сборными, сборно-монолитными). Для изготовления конструкционного элемента в частном малоэтажном строительстве часто выбирают деревянные бруски, доски или бревна, так как сооружение перекрытий из дерева отличается меньшей трудоемкостью при монтаже и его можно выполнять без специальных навыков.

Конструкция перекрытия

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.

Конструкция перекрытия

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

Классическая система утепления перекрытия для холодного чердака1. Балки перекрытия2. Плиты из каменной ваты3. Пароизоляционная пленка4. Пленка гидро-, ветрозащитная5. Черновая обрешетка6. Обрешетка перекрытия7. Гибкая черепицаОбычно в промежуток между балками укладывают тепло- и звукоизоляционный материал, снизу защищая его от влаги пароизоляционной пленкой, а сверху — гидроизоляционной пленкой

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.

Конструкция перекрытия

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.

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

Читайте также:  Возводим простую крышу для дома, гаража или бани своими руками

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

  • Тип 1 — цельная деревянная балка.
  • Тип 2 — клееная балка из досок.
  • Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
  • Тип 4 — обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб — требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

Устройство перекрытия

Сделать перекрытия между этажами деревянного здания можно самостоятельно и примерно за одни сутки

Как усилить деревянные балки перекрытия? Об этом мы и поговорим далее в нашей статье. Стоит отметить, что поверхность между уровнями здания обязательно необходимо укреплять. Для этого должно произойти обработка по повышению тепловой, звуковой и тепловой изоляции, а также обеспечить выполнения всех норм для оптимальной несущей способности элементов.

Сделать перекрытия между этажами деревянного здания можно самостоятельно и примерно за одни сутки. Плюс ко всему для таких построек нет необходимости укладывать мощное основание. Пролет может иметь длину 5 или 6 метров. Также не следует забывать о существенных недостатках, например таких как:

Устройство перекрытия
  • Конструкция имеет высокий уровень риска возгорания;
  • Материал может поддаваться гниению;
  • Дополнительно устройство нужно усиливать, так как несущая способность элементов имеет плохое сцепление.
Читайте также:  Перекрытие цоколя – особенности устройства конструкции

Внимание! Низкая прочность материала не позволяет ему выдерживать, и поэтому для балок меньше длиной, чем 5 метров нужно укрепление. Если этот показатель 5, 6 и выше, то можно монтировать без дополнительного крепежа.

Создание различных пиломатериалов из древесины

Любой брус изготавливают из натуральных бревен, которые обрабатывают с четырех сторон на специальном станочном оборудовании. Размеры готовых материалов варьируются от конкретных задач, поскольку с помощью этого пиломатериала легко построить коттедж или дачу, а еще возвести арку, лестничный пролет и т.д.

По количеству всех обработанных сторон принято выделять на производстве четырех-, трех- и двухкантные брусья. В последнем случае одна пара противоположных сторон остается закругленной, что строительные объекты имели вид бревенчатых зданий.

Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК

Конструкционное решение перекрытий по технологии ЛСТК. Уменьшить время монтажа и себестоимость монтажных работ перекрытий различных видов позволят новейшие технические решения с использованием легких стальных тонкостенных конструкций ЛСТК. В этих конструкциях применяются стальные оцинкованные профили для возведения междуэтажных перекрытий и покрытий в различных зданиях и сооружениях, построенных из ЛСТК, ЛМК, бетона, блоков или дерева, также эти конструкции можно использовать при замене и реконструкции деревянных перекрытий, для устройства наружных или внутренних балконов.

Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК

Междуэтажное перекрытие из ЛСТК

Преимущества применения металлических тонкостенных профилей Z и C образного сечения:

Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК
  • особая конструкция поперечного сечения обеспечивает высокую прочность
  • высокая экологичность позволяет применять конструкции в жилых и общественных зданиях
  • снижение стоимости возведения благодаря низкой трудоемкости, отсутствие грузоподъемных машин на монтаже, менее массивная конструкция фундамента
  • профили в перекрытии не скрипят и не шумят при ходьбе по ним
  • широкая область применения в строительстве
  • длина балок длиной до 6 м позволяет перекрывать широкие пролеты
  • монтаж профилей в любое время года
  • быстрое выполнение строительных работ
  • прочность и устойчивость конструкций

Мансардный этаж из легких металлоконструкций Общий вид междуэтажного перекрытия ЛСТК

Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК

Междуэтажное перекрытие ЛСТК здания

Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК

Металлическими Z и C образными профилями можно перекрыть пролет до шести метров. Сечение профилей представляет собой форму латинских букв Z и C шириной 6 мм, высота профилей бывает от 150 мм до 250 мм. Необходимый шаг балок в перекрытии 600 мм, профили изготавливаются на заводах способом холодного деформирования, механическая нагрузка на перекрытие такой конструкции допускается 500 кг/см 2 , профили имеют точные геометрические размеры без отклонений.

Конструкция перекрытия из ЛСТК

Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК

После монтажа профилей перекрытия с определенным шагом они обшиваются с двух сторон стальным профилированным листом толщиной от 0.5 до 0.7 мм, и далее на нем устраивается конструкция пола. Низ балок перекрытия зашивается обрешеткой из шляпного профиля. Между балками на нижний слой профлиста для утепления и звукоизоляции укладываются минераловатные плиты и листы гипсокартона. В необходимых случаях сверху на профлист укладывается бетонная смесь на арматурную сетку. Чистовая облицовка пола на перекрытии выбирается в зависимости от назначения помещения – это может быть плитка, линолеум, паркет или ламинат, уложенные на вспененную подложку для дополнительной звукоизоляции.

Устройство перекрытий на большом объекте

Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК

Перекрытия с применением легких стальных тонкостенных конструкций соответствуют предъявленным в нормативных документах значениям по звукоизоляции, которые составляют 53 Дб для жилых домов, общественных зданий, зданий административного назначения и гостиниц. Звукоизоляцию от ударного шума можно обеспечивать, выбирая достаточно изолирующие материалы для конструкции пола. Для уменьшения уровня ударного шума, например, можно использовать линолеум толщиной более 3 мм, при укладке паркета или ламината использовать подложку толщиной 20 мм.

Перекрытие в жилом доме

Чердачное покрытие с применением технологии легких стальных тонкостенных конструкций будет представлять собой профили сечением 150х0.7 мм или 200х0.7 мм, опертые через расстояние не более 600 мм с устройством стальных диагональных связей между основными балками. Теплоизоляционные плиты укладываются на нижний слой профлиста, присверленного на обрешетку из шляпного профиля. Сверху на утеплитель укладывается конструкция кровли.