Деревянные двутавровые балки для перекрытий: в чем их особенность и удобство использования?

Испытание разных составных балок

По своему проекту мне требовалось собрать составную балку, закрывающую пролёт метра и являющуюся в дальнейшем частью стропил. Исходный пиломатериал — доска 50*100*3000, сухая, строганная.

Ошибка с балкой может быть катастрофой. Падать с высоты 2,5 метра на обрешетник основания мне совсем не хотелось. Поэтому, все балки после сборки подвергались испытанию и измерялся прогиб в центре при статичной нагрузке в килограммов.

Первый тип балки испытания провалил полностью. Т.е. прогиб составил более сантиметров. Ошибка была в том, что центральную доску я использовал метровой длины.

Выводы были сделаны и я собрал балку с метровой центральной доской. К ней крепились по доски(длиной — 2,2м) с каждой стороны.

миллиметровых самореза с каждой стороны дополняли спиц:

Прогиб в центре, при статичной нагрузки в килограмм, у данной балки составил 1,4 сантиметра. Попрыгал на ней — вроде держит. Т.е. уже получился более-менее рабочий вариант, но хотелось большего. Поэтому, следующую балку собрал из досок(первая из собиралась). Саморезы вкручивал немного отступив от центра. Использовал только две шпильки, которые являлись дополнительным крепежом для короткой доски с каждой стороны. Центральная часть таким образом вообще получилась без стыков:

Прогиб у данной балки составил 1,3 сантиметра. Т.е. я выиграл по сравнению с предыдущим типом целый миллиметр и сильно упростил сборку.

Коли пошла такая пьянка, решил испытать ещё один вариант балки. Между досками проложил оцинкованную листовую сталь, толщиной 2,5 миллиметра:

Мой образ в голове подсказывал, что сталь будет препятствовать дереву растягиваться при нагрузки сверху в нижней части и сдавливаться в верхней части. Плотно зажатый между досок лист стали не будет скручиваться.

Балка с металлическими листами показала рекордно низкий прогиб при статичной нагрузке — 1,1 сантиметра. Значительно активнее сопротивлялась при прыжках на ней. Выигрыш в миллиметра не стоил затраченных усилий и средств на модификацию.

Единственную балку со стальными листами решил разместить в середине крыши. Возможно, при более сильных нагрузках и при более длинном пролёте использование листовой стали — оправдано. В моём случае — это барство.

Но я не остановился на этом, на следующий день собрал балку, только уже скреплял доски не миллиметровыми саморезами, а миллиметровыми. Результат прогиба — не изменился и составил — 1,3 сантиметра.

Таким образом, в моём случае, для пролёта метра, используя метровую доску. Оптимальнее всего собирать балку из досок. целиковые, кладутся друг на друга, смещая каждую на 70 сантиметров от предыдущей. доску, распиливаем на куска длиной 1,4 метра и доставляем с двух сторон. Саморезы — не менее миллиметров.

Когда балка будет являться частью стропил она будет прогибаться ещё меньше. Когда на перекрытия настелю пол и снизу обошью потолком — прогиб вообще не будет заметен.

1) Изоспан АП(70 кв.м) — 1’447 рублей 20 копеек. 2) Саморез 5*100 — 300 штук — 687 рублей. 3) Доска 50*100*3000(сухая, строганная) — 27 штук — 5’572 рубля 80 копеек. 4) Антисептик, бесцветный, Олимп, 2,7 литра — 2 шт. — 730 рублей. 5) Уголок крепёжный 70*70*55 — 4 штуки — 126 рублей 72 копейки. 6) Саморез 5*120 — 200 штук — 578 рублей. 7) Лист оцинкованной стали, 2,5 мм — 485 рублей.

Перекрытие может быть использовано независимо от того, из какого материала возведены стены дома. Достаточно просто можно сделать деревянные перекрытия своими руками.

Чердачная и междуэтажная система имеют практически одинаковую конструкцию. Основу таких конструкций составляют балки, доски или щиты. Перекрытие – это несущая конструкция, которая отвечает за прочность пола, опирается на стены и в дальнейшем равномерно распределяет нагрузку на них. Большинство людей отдают предпочтение деревянному материалу благодаря таким показателям, как прочность, удобство монтажных работ и экологичность.

среда, 18 апреля 2012 г.

Перекрытие №1: упражнение в сопромате

Первый вариант цокольного перекрытия (оно же перекрытие первого этажа) подвёргся убедительной критике со стороны знающих людей—практиков (Руслан, это про тебя!). Главный аргумент — никто и никогда не даст гарантии качества бруса 180×100 в Киеве и области: он может иметь внутренние дефекты, высокую влажность и т.д., и т.п.

Возразить нечего: честный поставщик скорее исключение, чем правило (так уж устроено большинство бизнесменов в этой части света).

Решение оказалось простым и очевидным — вместо бруса 180×100 лучше собирать балку из двух досок (или тоже брусьев?) 180×50. Выгода налицо: даже если лес окажется сырым, то он быстрее высохнет, пока будет ожидать установки на место (скажем, около одного месяца), а если окажется и в этом случае недостаточно сухим, то в процессе дальнейшего высыхания сбитые доски будут мешать друг другу коробиться, т.е. составная балка имеет больше шансов остаться прямой и ровной. Кроме того, если в одной из досок, входящей в пару, есть внутренние дефекты и в ней образуются трещины, то вторая балка компенсирует этот недостаток (цельный брус от полного разрушения менее застрахован).

Итак, на этом этапе балка моего перекрытия из бруса 180×100 (рис. А) превратилась в набор из двух досок 180×50 (рис. Б) и оборачивание концов двумя слоями рубероида шириной в 1 м плавно перешло в подкладывание таких же двух слоёв под опорную часть составной балки.

Деревянные перекрытия и их основные характеристики

Делая межэтажное перекрытие, стоит обратить особое внимание на то, какое помещение находится под низом. Если перекрытие располагается над жилым помещением, то вполне достаточно использовать только шумовой изоляционный материал. Если же перекрытие располагается над ванной или туалетом (или другим помещением с повышенным уровнем влажности), стоит позаботиться о качественной теплоизоляции и гидроизоляции.

Из основных характеристик такой конструкции можно выделить следующие:

• высокий уровень теплосбережения;
• простота проведения монтажных работ;
• высокие акустические качества;
• монтажные работы можно проводить в любое время года;
• деревянные конструкции используются как в качестве перекрытия между этажами, так и в качестве чердачного перекрытия.

Общая характеристика деревянных перекрытий

Нагрузка на деревянные перекрытия рассчитывается из собственного веса и других добавочных нагрузок. В среднем собственный вес деревянной системы составляет 230 кг на 1 м². Для дополнительных нагрузок предусматривается значение до 200 кг. Для того чтобы определить расстояние, которое необходимо делать между балками, стоит учитывать основные показатели: длина пролета, какие нагрузки предусматриваются на пол, характеристика балок. В среднем шаг между балками не должен превышать 1 м.

• толщина балки не должна быть меньше 5 см;
• высота балки чаще всего составляет 15 см;
• если балки укладывается на расстоянии друг от друга в 50 см, между ними будет легко уложить минеральную вату или другой теплоизоляционный материал.

Существуют также таблицы, благодаря которым можно значительно быстрее просчитать и выбрать необходимую балку.

Для изготовления можно использовать доски, толщина которых составляет не меньше 60 мм, также может быть использован кругляк. Альтернативным вариантом является использование 2-х досок толщиной 50 мм, которые между собой скрепляются с помощью гвоздей. Но специалистами такие варианты рекомендуется использовать для конструкции короба. Готовые балки в дальнейшем подбиваются досками с 1-2 сторон, в зависимости от определенных критериев.

Подшиваем потолок

Следующий этап предельно прост: на нижние полки деревянного двутавра укладывают подшивочную доску произвольной толщины, которая фиксируется произвольным способом. Доски также допускается укладывать с зазором, используя черновую подшивку как опору для теплоизоляции, особенно когда речь идет о плотных материалах вроде каменной ваты или ППС. Это несколько снизит собственный вес перекрытия.

Доски не следует подгонять слишком плотно, оставляйте по 3–5 мм зазор на деформацию при усушке. Если же вы хотите сразу заложить вагонку под лак, оставляя балки открытыми, потрудитесь изолировать утеплитель от просыпания и выветривания, оставляйте зазор на торцах реек не менее 2–3 мм.

Вы также можете отказаться от подобной закладки досок и подшивать потолок, скажем, ДСП. Однако описанный подход позволяет избежать простоев: все-таки готовый потолок монтируется небыстро, а перекрытие использовать нужно.

Перекрытие своими руками: подготовительные работы

Для того чтобы начать монтировать конструкцию межэтажного перекрытия, предварительно нужно подготовить балки. Очень важно, чтобы влажность готовых изделий не превышала 20%. Кору на материале нужно удалить. После очистки балки обрабатываются по всей длине специальными антисептическими средствами и противопожарными пропитками. Более дорогостоящим материалом являются системы, которые прошли полный спектр обработки в производственных условиях.

Для того чтобы сделать перекрытие своими руками, стоит подготовить все необходимые инструменты:

• ключи разного размера;
• болты анкерные;
• скобы;
• уголки металлические;
• шурупы подходящего размера;
• отвертка;
• гвозди;
• пила для дерева;
• веревка;
• лестница или стремянка;
• топор;
• водяной уровень;
• рулетка и карандаш для разметки.

Очень часто для монтажа используется клееный брус длиной не более 12 м.

Такая разновидность материала сегодня считается самой практичной и надежной. Кроме высоких показателей качества, такой брус может быть изготовлен под заказ и иметь различные размеры, что позволит минимизировать количество отходов.

Фоторепортаж

полосу фанеры делаем чуть уже чем доска

Пилим сразу несколько плит, предварительно выровняв. Последняя плита пропиливается только чуть чуть сверху – готовая разметка.

Дешевые быстрозажимные струбцины почти сразу ушли на помойку, слишком слабые. На смену пришли обычные винтовые F образные.

При попытке вытащить 150 гвоздь, попавший на сучок – молоток не выдержал

Маркером отмечены места промежуточного крепежа. Чтобы при креплении следующего слоя – не попасть в крепеж на другом.

Сверху по балкам прошелся рубанком, чтобы поверхность была ровной.

Балки поставлены на ребро и обвязка готова

После изготовления всех балок, в углах делаем запилы “в полбруса”, собираем периметр, выверяем диагонали и крепим к оголовкам. Надо сказать, что за счет сухого дерева, балка получились весьма легкими. Вся работа выполнялась в одно лицо. Поднять и перенести такую балку в одиночку конечно нереально, но перевернуть или продвигать, приподняв за конец – вполне.

Погрешность диагоналей получилась 5-7мм.

Какие замечания по балке я могу сделать пост фактум

1. Использовать клей имеет смысл только если у вас строганные доски идеальной геометрии. В противном случае стянуть балку так, чтобы клей работал крайне сложно. Учитывая что клей не дешевый и надо его много, думаю что от него имеет смысл отказаться. Повторюсь, это относится к случаю когда балка собирается из сухой не строганной доски. Если доска естественной влажности, то клей и вовсе бесполезен.
2. Уже сделав балки, я наткнулся на американскую статью, где обсуждались преимущества балки собранной с фанерой и без. Общий вывод – фанера дает прирост прочности примерно 15%. Причем увеличение высоты доски дает бОльший прирост прочности. Другими словами – балка из доски 40х200мм без фанеры, будет прочнее чем балка 40х150 с фанерой.
3. Пробивать весь бутерброд насквозь 150мм гвоздями довольно тяжело. Имеет смысл пробивать гвоздями 90мм послойно (по 2 доски)

Этапы и особенности проведения работы

Работу необходимо начинать с укладки несущих брусков, которые располагаются по краям. Дальше укладка осуществляется к центру. В процессе работы очень важно контролировать расстояние между балками.

Укладывая все балки, с помощью строительного уровня необходимо проверять горизонтальную плоскость. Неровности можно устранить, подложив под один конец балки доски. Такие доски очень важно заранее обработать специальными защитными средствами.

Для того чтобы заложить балки, при возведении стен с наружной стороны оставляются гнезда, глубина которых составляет 15-20 см. Чтобы конструкция была максимально надежной, каждую 3-ю деталь необходимо закрепить анкерами.

Кроме того, чтобы увеличить стойкость к различным процессам гниения, концы всех балок необходимо обмазать битумной мастикой и обернуть в несколько слоев рубероида. Благодаря такому методу защиты они прослужат значительно дольше.

После того как накат сделан, пространство, которое образовано между балками, необходимо заполнить звуко- и теплоизоляционным материалом.

Сверху настила можно уложить плиты минеральной ваты, экструдированного пенопласта, керамзитобетона. Если утеплитель укладывается на чердаке, его можно сверху покрыть слоем глинопесчаной смазки, толщина которого должна быть 2-3 см. Он значительно поможет увеличить теплоизоляционные качества материала.

После того как все теплоизоляционные слои размещены, сверху необходимо уложить армирующую сетку, поверх которой заливается стяжка. Это в дальнейшем будет основой для напольного покрытия. Если перекрытия создаются на чердак, то их можно выполнить из шпунтовых досок.

По своему проекту мне требовалось собрать составную балку, закрывающую пролёт 4-е метра и являющуюся в дальнейшем частью стропил. Исходный пиломатериал — доска 50*100*3000, сухая, строганная.

Ошибка с балкой может быть катастрофой. Падать с высоты 2,5 метра на обрешетник основания мне совсем не хотелось. Поэтому, все балки после сборки подвергались испытанию и измерялся прогиб в центре при статичной нагрузке в 75-ть килограммов.

Первый тип балки испытания провалил полностью. Т.е. прогиб составил более 10-и сантиметров. Ошибка была в том, что центральную доску я использовал метровой длины.

Выводы были сделаны и я собрал балку с 3-х метровой центральной доской. К ней крепились по 2-е доски(длиной — 2,2м) с каждой стороны.

12-ть 76-и миллиметровых самореза с каждой стороны дополняли 6-ть спиц:

Прогиб в центре, при статичной нагрузки в 75-ть килограмм, у данной балки составил 1,4 сантиметра. Попрыгал на ней — вроде держит. Т.е. уже получился более-менее рабочий вариант, но хотелось большего. Поэтому, следующую балку собрал из 4-х досок(первая из 5-и собиралась). Саморезы вкручивал немного отступив от центра. Использовал только две шпильки, которые являлись дополнительным крепежом для короткой доски с каждой стороны. Центральная часть таким образом вообще получилась без стыков:

Прогиб у данной балки составил 1,3 сантиметра. Т.е. я выиграл по сравнению с предыдущим типом целый миллиметр и сильно упростил сборку.

Коли пошла такая пьянка, решил испытать ещё один вариант балки. Между досками проложил оцинкованную листовую сталь, толщиной 2,5 миллиметра:

Мой образ в голове подсказывал, что сталь будет препятствовать дереву растягиваться при нагрузки сверху в нижней части и сдавливаться в верхней части. Плотно зажатый между досок лист стали не будет скручиваться.

Балка с металлическими листами показала рекордно низкий прогиб при статичной нагрузке — 1,1 сантиметра. Значительно активнее сопротивлялась при прыжках на ней. Выигрыш в 2-а миллиметра не стоил затраченных усилий и средств на модификацию.

Единственную балку со стальными листами решил разместить в середине крыши. Возможно, при более сильных нагрузках и при более длинном пролёте использование листовой стали — оправдано. В моём случае — это барство.

Но я не остановился на этом, на следующий день собрал балку, только уже скреплял доски не 76-и миллиметровыми саморезами, а 120-и миллиметровыми. Результат прогиба — не изменился и составил — 1,3 сантиметра.

Таким образом, в моём случае, для пролёта 4-е метра, используя 3-х метровую доску. Оптимальнее всего собирать балку из 4-х досок. 3-и целиковые, кладутся друг на друга, смещая каждую на 70 сантиметров от предыдущей. 4-ую доску, распиливаем на 2-а куска длиной 1,4 метра и доставляем с двух сторон. Саморезы — не менее 76-и миллиметров.

Когда балка будет являться частью стропил она будет прогибаться ещё меньше. Когда на перекрытия настелю пол и снизу обошью потолком — прогиб вообще не будет заметен.

1) Изоспан АП(70 кв.м) — 1’447 рублей 20 копеек. 2) Саморез 5*100 — 300 штук — 687 рублей. 3) Доска 50*100*3000(сухая, строганная) — 27 штук — 5’572 рубля 80 копеек. 4) Антисептик, бесцветный, Олимп, 2,7 литра — 2 шт. — 730 рублей. 5) Уголок крепёжный 70*70*55 — 4 штуки — 126 рублей 72 копейки. 6) Саморез 5*120 — 200 штук — 578 рублей. 7) Лист оцинкованной стали, 2,5 мм — 485 рублей.

Итого: 9’626 рублей 72 копейки.

Цокольного перекрытия (оно же перекрытие первого этажа) подвёргся убедительной критике со стороны знающих людей—практиков (Руслан, это про тебя!). Главный аргумент — никто и никогда не даст гарантии качества бруса 180×100 в Киеве и области: может иметь внутренние дефекты, высокую влажность и т.д., и т.п.

Возразить нечего: честный поставщик скорее исключение, чем правило (так уж устроено большинство бизнесменов в этой части света).

Решение оказалось простым и очевидным — вместо бруса 180×100 лучше собирать балку из двух досок (или тоже брусьев?) 180×50. Выгода налицо: даже если лес окажется сырым, то он быстрее высохнет, пока будет ожидать установки на место (скажем, около одного месяца), а если окажется и в этом случае недостаточно сухим, то в процессе дальнейшего высыхания сбитые доски будут мешать друг другу коробиться, т.е. составная балка имеет больше шансов остаться прямой и ровной. Кроме того, если в одной из досок, входящей в пару, есть внутренние дефекты и в ней образуются трещины, то вторая балка компенсирует этот недостаток (цельный брус от полного разрушения менее застрахован).

Из этого следует, что незначительное увеличение высоты гораздо более эффективно с точки зрения прочности, чем увеличение ширины балки.

Распространённое заблуждение заключается в том, что вставки между досками (рис. Г) увеличивают ширину поперечного сечения. На самом деле, в геометрических характеристиках поперечного сечения балки учитывается только сплошные компоненты. Поэтому, две доски 180×50 склеенные и сбитые друг с другом намертво (рис. Д), или расположенные рядышком, но не прикреплённые друг к другу (рис. Е), или разнесённые на приличное расстояние (рис. Ж) будут обеспечивать прочность точно также, как соединённые через прокладки (рис. Г), или как четыре доски 180×25 (рис. З), или как пять досок 180×20 (соединённые или разъединённые), а в конечном итоге — как брус 180×100.

Вертикальное соединение компонентов составной балки (рис. Б и Д) оправдано только в особых конструктивных случаях. Например, чтобы нейтрализовать скручивание досок при высыхании или обеспечить устойчивость составляющих частей — другими словами, если вы вдруг решите собрать балку из двадцати досок 180×5, то любая из них может «сложиться» по высоте под нагрузкой, поэтому придётся скреплять их друг с другом.

Я немного «поигрался» размерами поперечного сечения и остановился на конструкции, состоящей из двух досок 200×40 (т.е. 200×80, см. рисунок справа), которая оказалась по многим параметрам более выигрышной по сравнению с 180×50×2 и, уж тем более лучшей, чем 180×100 мм (ради чего, собственно, всё и затевалось).

Наверняка, доска толщиной 40 мм будет сохнуть ещё быстрее, чем 50 мм. Доски будут стягиваться попарно большими саморезами исключительно с целью борьбы с усадочными деформациями, которые могут возникнуть при высыхании древесины. Кроме всего прочего, есть подозрение, что обрезная доска шириной 200 мм может оказаться дешевле и доступнее, чем 180 мм — некоторые специалисты считают размер 180 мм нестандартным.

В местах, где требуется дополнительная прочность (внутренние стены, перегородки, основание межэтажной лестницы) балки составляются из трёх досок 200×40.

И, наконец, бесстрастные, но наиболее убедительные цифры — сравнительная таблица балок: первый вариант (180×100) и вариант последний (200×80, или 2×200×40) при нагрузке 400 кг/м²:

Таким образом, балка 200×80 (она же две по 200×40) по всем параметрам превосходит прочностные характеристики бруса 180×100 (или составной балки 2×180×50, что одно и то же). Сдвоенные балки (две по 180×100), конечно, превосходят по своим характеристикам «полуторную» балку 200×120 (фактически 3×200×40), однако двукратный (а иногда и больше!) запас по прогибу этой «полуторной» балки вполне достаточен. Зато какая экономия материала…

Продолжаем рассматривать статьи на тему, как же выполнить каркас из досок своими руками. Мы рассмотрели монтаж нижней и верхней обвязки каркаса, а также сборку и установку вертикальных стоек, сейчас продолжим рассмотрение сборки и устройства потолочных балок и укосин. У нас получился пролет потолочных балок более 6 метров, есть необходимость выполнить еще одну балку потолка и пола, которая будет перпендикулярной всем остальным балкам.

Что за странный материал

Технология сборки двутавровых балок достаточно проста. Представьте себе доску с условными размерами 25×80, имеющую один или несколько продольных пазов. Две таких доски ориентируются параллельно пазами друг к другу. В пазы вставляются прямоугольные пластины из ОСП, изделие склеивается и, возможно, заполняется полиуретаном. Перед нами пример интересного и смелого технологического решения, направленного, главным образом, на утепление кровли и перекрытий без мостиков холода.

Казалось бы, зачем все усложнять и отказываться от естественной прочности массивных и клееных брусьев? Потому что использование балок имеет ряд преимуществ: ускоренный монтаж, удобство использования, достаточно качественная изоляция структурных и воздушных шумов. При верном применении эти плюсы перекрывают относительно высокую стоимость материала, к тому же за счет ориентации волокон центральной полки деревянная двутавровая балка сопоставима по надежности с цельным деревом.

Установка поперечной балки потолка и пола.

На рисунке 1, видно, что в месте где расположена балка предусмотрена перегородка.

Поперечная балка на рисунке 1 обозначена красным цветом.

Рис 1. План с расположением балок потолка (поперечной и продольных)

В уровне потолка эта поперечная балка опирается на стойки перегородки, а стойки перегородки опираются на поперечную балку пола. Об устройстве этих двух поперечных балок (пола и потолка) рассмотрим ниже.

Рис 2. Поперечная балка потолка

Поперечная балка потолка крепится к стойкам перегородки. В верхней части на концах поперечной балки сделан выпил под верхнюю обвязку, так чтобы верх поперечной балки совпадал с верхом обвязки. Это сделано для того, чтобы продольные потолочные балки ложились одним концом на поперечную балку, а другим концом на обвязку. При этом, в месте примыкания поперечной балки потолка к обвязке, поперечная балка не опирается на стойку несущей стены. Она (поперечная балка потолка) опирается полностью на стойки перегородки, рисунок 2.

В свою очередь стойки перегородки имеют выпилы под эту балку (выпилы видны на рисунке 2), а сами стойки перегородок опираются на такую же поперечную балку пола. После установки поперечных балок пола и потолка, на поперечную балку пола уложатся лаги. А на поперечную балку потолка обопрутся балки потолка. Так как фундамент под перегородку был не предусмотрен, поперечная балка пола уложена на кирпичные столбики (рисунок 3). Столбики располагаются непосредственно под стойками, стойки перегородки установлены с шагом 1200 мм. Размер пролета между стойками выбран исходя их двух моментов:

Рис 3. Поперечная балка пола на кирпичных столбиках

Как выполнить кирпичные столбики можно прочесть в статье « Подготовительные работы для укладки пола на лагах». Укладку лаг на поперечную балку пола мы в данной статье не рассматриваем, об этом можно прочесть в статье «Укладка пола на лагах».

Поперечную балку пола выполняем так, чтобы впоследствии лаги пола легли на нее без выпилов. Как видно на рисунке 3, поперечная балка пола сделана из нескольких брусков, стянутых саморезами. Бруски 50*70 мм, взято 5 брусков, итого ширина поперечной балки пола 250 мм высота 70 мм.

Соединение и стыкование

Встречаются достаточно сложные конфигурации перекрытий, в которых балки могут стыковаться для увеличения длины или соединяться под прямыми углами с образованием перемычек. Не следует стыковать балки основного пролета вне несущих стен или колонн, но в некоторых случаях это может потребоваться, например, при заходе перекрытия в нишу эркера.

Для соединения балок с одной из них необходимо срезать полки не менее чем на 4 высоты балки. На такое же расстояние вырезается центральная стойка и зачищается паз с другой стороны. Балка сращивается и, по возможности, проклеивается казеиновым клеем с обязательной установкой гнета в 2–2,5 кгс/см2. После высыхания место соединения с обеих сторон укрепляют стыковыми накладками — одной или несколькими досками 25 мм, хорошо подогнанными между полками. Накладки стягивают саморезами между собой и прикручивают к внешним полкам с шагом в 20 см.

Для прямоугольного примыкания следует применять специальные стальные кронштейны. Полки примыкающей балки нужно подрезать на глубину захода, при этом балка, к которой выполняется примыкание, должна оставаться нетронутой. Что касается расходных элементов для скрепления, их вы в обилии найдете у производителей и дистрибьюторов балок, как и методики расчета перекрытий, стропильных систем и стен, а также более специфичные методы соединения.

Установка продольных балок потолка.

После установки поперечной балки потолка устанавливаем продольные балки потолка.

Рис 4. Продольная балка потолка

Материалом для продольных балок используем ту же доску, толщиной 50 мм и шириной 150 мм. На концах продольных балок, ложащихся на внешние стены, делаем выпил 50/50 под верхний брусок (виден на рисунке 4). А те концы, что ложатся на поперечную балку, просто крепим между собой с помощью отрезка доски и прикрепляем металлическим уголком к поперечной балке (немного видно на рисунке 5).

Рис 5. Крайние потолочные продольные балки, прикрепленные к бруску

Расстояние между продольными потолочными балками выполнено 1200 мм под размер рулонной теплоизоляции. Эти балки расположим таким образом, чтобы ни одна балка не встала над оконным проемом, для этого шаг в некоторых местах придется сделать чуть меньше, а кое-где чуть больше.

Важно: если будет жилой этаж над потолочным перекрытием, часто ходить по потолочному перекрытию, хранить на чердаке какие-то вещи, то при пролетах как у насв 4 метра и 150 мм толщине доски, шаг нужно сделать меньше – 600 мм либо добавить балок позже.

Крайние продольные балки потолка притягиваются саморезами к бруску сбоку, так чтобы они стали в одной плоскости со стеной. Выступ балок за внешнюю стену предусмотрел в 300 мм, видно на рисунке 6.

Рис 6. Выступ потолочных балок на 300 мм за несущую стену

Потолочные балки у меня являются так же и опорой для стропил, для того и сделан выступ в 300 мм. Для установки на них стропил сверху на концах балок с отступом от края 50 мм поставил брусок 5050 мм (рисунки 7 и 6).

Рис 7. Брусок для установки стропил

Расчеты

Расчет сечения позволит не сомневаться в прочности и жесткости конструкции. При этом определяется максимальная длина, которая допускается при каком-либо сечении. Чтобы выполнить расчёт, нужны следующие данные:

• длина деревянной балки перекрытия (точнее, расстояние между несущими стенами);
• расстояние между балками (их шаг);
• нагрузка на конструкцию.

Для расчета нужно знать расстояние между балками, ширину пролета и нагрузку на конструкцию

Нагрузка складывается из двух значений: постоянного и временного. Постоянное включает в себя массу самих балок (пока предварительную), утепление, подшивка потолка, черновой и чистый пол. Временная нагрузка — это масса людей и мебели. По нормативным документам для жилых помещений она принимается равной 150 кг/м2. Для чердака можно взять меньше, но рекомендуется — такую же. Это не только обеспечит определенный запас прочности, но и даст возможность в будущем переоборудовать свой чердак в мансарду без реконструкции несущих элементов.

Балочный каркас следует рассчитывать по таким формулам:

В этих формулах q — это нагрузка на кв. м перекрытия, которая включает в себя массу конструкций и 150 кг полезного значения. При этом указанные величины требуется умножить на расстояние между балками. Это вызвано тем, что для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный. l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытие. W = b*h2/6. Зная W, можно легко составить уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Чаще всего деревянная балка уже имеет известную ширину. Удобнее изготавливать ее из доски шириной 50 или 100 мм. Также можно рассмотреть вариант с составным сечением. Его изготавливают из нескольких досок толщиной 50 мм.

Расчетом в указанном случае находят необходимую высоту элемента. Но бывают такие случаи, что нужно вписаться в определенный пирог перекрытия, чтобы не уменьшить высоту помещений. В этом случае в качестве известной величины в уравнение добавляют высоту сечения, а находят ширину. Но чем меньше высота, тем более неэкономичным будет каркас перекрытия.

Для стягивания двух или трех досок между собой удобно использовать металлические шпильки. При этом при закручивании гаек обязательно используют более широкие шайбы. Они предотвращают вдавливание металла в более мягкое дерево. Между деревом и стальными крепежами нужно обязательно предусмотреть изоляцию. Для этого можно использовать такой материал, как ТЕХНОЭЛАСТ марки ЭПП.

Деревянные бруски перед монтажом необходимо гидроизолировать

Перед использованием деревянных элементов их обрабатывают антисептическим составом. Это нужно для предотвращения заплесневения и загнивания. Также рекомендуется выполнить обработку антипиренами, которые повысят пожарную безопасность. При опирании прогонов на стену из кирпича или бетона их концы оборачивают техноэластом, линокромом, гидроизолом или рубероидом.

хроника «вокняжения» на 10 сотках под Киевом

Конструкция и установка постоянных укосин.

В это же время делаются постоянные укосины на стенах, таким образом:

Прикладываем доску шириной 100 мм и толщиной 25 мм к стойкам стены, обводим карандашом. Затем делаем надпилы в стойках делаем стамеской углубления в них.

Рис 8. Надпилы в стойках под укосины

После чего на монтажную пену прикручиваем саморезами ту же доску.

Рис 9. Установка постоянных укосин

Рис 10. Установка постоянных укосин

Основные моменты, которые необходимо учесть при расположении и установке постоянных укосин:

Рис 11. Стойки каркаса с постоянными укосинами

В следующей статье цикла “Каркас из досок своими руками”. Сборка и установка стропильной системы, расскажем о сборке и установке стропильной системы.

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Балки перекрытия из дерева обеспечивают не только прочность горизонтальной конструкции. Перекрытие предназначено для придания жесткости всему зданию. Именно по этой причине выбору несущих элементов и их установке стоит уделить особое внимание.

Плюсы и минусы перекрытия из дерева

Для монтажа перекрытия своими руками необходимо подготовиться. Пол в доме должен опираться на прочную и жесткую конструкцию. Перед началом работ придется изучить требования к элементам, особенности их расчета и типы сечений.

Можно выделить следующие преимущества деревянного перекрытия:

• привлекательный внешний вид, возможность сделать деревянный пол без дополнительных мероприятий;
• небольшой вес, снижение нагрузки на стены и фундаменты, экономия на строительстве;
• возможность проведения ремонтов в процессе эксплуатации;
• скорость монтажа, выполнение работ без дополнительных машин и механизмов.

Деревянные балки не утяжеляют конструкцию и быстро монтируются

Но также стоит выделить и недостатки:

• горючесть древесины, потребность в специальной пропитке антипиренами;
• меньшая по сравнению с железобетонными или металлическими элементами прочность;
• усадка и деформации при перепадах температур и влажности;
• подверженность гниению, грибку и плесени при повышенной влажности, необходимо выполнять обработку антисептиками на стадии строительства и периодически в течение срока службы.

Определение понятия

Перекрытие – это несущая горизонтальная конструкция, разделяющая строение по высоте. Его основная функция состоит в распределении нагрузки. Балка является главной опорой, она скрепляет всю конструкцию строения и обеспечивает необходимую жесткость.

Область применения

Балочные деревянные перекрытия применяются в:

• домах на дачных участках, рассчитанных на эксплуатацию в летнее время;
• каркасных и рубленых зданиях из древесины;
• быстровозводимых постройках сборно-разборного вида;
• строениях хозяйственного назначения – мастерская, баня, сарай, хозблок.

Если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия, то деревянные балки принято размещать между этажами в домах из кирпича, газосиликатных блоков.

Требования к деревянному перекрытию

Деревянные балки перекрытия должны соответствовать следующим требованиям:

• соответствие размеров сечения нагрузке, пролету и шагу, для этого нужен расчет балок;
• хорошая прочность и жесткость;
• пожарная безопасность;
• отсутствие серьезных дефектов древесины и повреждений.

Для работы необходимо заготовить качественный материал

Также существуют определенные требования к материалу, из которого изготовлены балки. Рекомендуется выбирать древесину хвойных пород. Она содержит много смолы, поэтому лучше сопротивляется различным микроорганизмам. Лучшим материалом считаются те деревья, которые выросли в суровых условиях. Плотность ствола у них выше. По этой причине закупать стоит сосну или ель, которые выросли в северных регионах страны.

Также нужно обратить внимание на время заготовки. Лучшим считается период в конце зимы. В это время дерево находится в спящем состоянии, в нем меньше соков, поэтому и влажность материала будет меньше.

ГОСТы и СНиП на двутавровые балки

Использование опорных изделий в строительстве регламентируется государственными стандартами и нормативами.

При этом разработаны и применяются следующие документы:

ГОСТ 30244-94. «Стройматериалы и комплектующие изделия».

СНиП 2.08.01-89. «Дома для проживания».

ГОСТ 8486-86Е. «ТУ на материалы пород из хвойных деревьев».

СНиП II-25-80. «Конструкции из дерева».

При изготовлении деревянных балок применяются материалы из пород хвойных деревьев по ГОСТу 8486.

ГОСТ 8486. Изготовление черепных заготовок из хвойного материала.

ГОСТ 2695. 1.3.2. Брус из лиственных пород (ольхи, осины).

СНиП II-25. Расчетные параметры древесины балок, при этом она должна быть не ниже 2-го сорта. Для черепных брусков допускается применять древесину 3-го сорта.

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.

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.

Особенности двутавров

Главной особенностью изделий данного типа является то, что они сделаны в виде горизонтального бруса, который при схематическом изображении толщины (сечения), в разрезе напоминает буку Т на подложке, или, если повернуть балку в другую сторону – толстую букву Н. Также внешний вид некоторые специалисты считают отдаленно похожим на рельсы.

Форма изделий в виде буквы Н сделана для удобства монтажа различных типов конструкций, в которых двутавровым балкам отводится важная укрепляющая и несущая роль. Но особое значение они имеют в качестве одного из элементов основы перекрытий любого возводимого строения.

Стандартный размер двутавра имеет вид: 14,0 х 73 х 7,5 (см), но встречаются и другие его разновидности. Каждое изделие имеет в наличии собственную маркировку, в виде буквенно-цифровых обозначений.
Двутавры обладают хорошим и качественными характеристиками, важными из которых являются прочность, устойчивость и возможность выдержки несущих конструкций.

В строительстве балки устойчивы к высоким нагрузкам и внешним проявлениям атмосферных перепадов. Также они не реагируют на механические воздействия, имеют высокие показатели плотности к сжатию, идеально адгезируются с различными типами веществ. Перечисленные особенности позволяют использовать изделия при постройке конструкционных элементов каркасных зданий и сооружений.

Двутавровые балки широко используются не только в строительстве частных домов, но и при возведении промышленных построек. Изделия незаменимы в работе с ЖБ-плитами, лестницами, пролетами, кровлей.

Двутавры имеют легкий вес, что удобно при транспортировке и монтаже. Для крепления материалов используют уголки, анкеры, заклепки, болты, сварку, металлические крючки, лаги.

Какие бывают балки

Существует несколько признаков, по которым проводят классификацию деревянных балок перекрытий: по размерам, материалу, типу сечения. Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас на опирание с двух сторон. Оптимально нужно предусмотреть по 200—250 мм.

По материалу элементы разделяют на следующие виды:

• из цельного бруса или доски;
• из клееного бруса.

Из клееного бруса изготавливают гнутые балки

Последние стоят существенно дороже. Но зато такой материал подойдет для перекрытия больших пролетов. Обычная балка может работать на 4—6 м, в то время как клееная хорошо справляется с расстояниями 6—9 м. Клееный брус практически не дает усадки, пожаробезопасен и устойчив к действию влаги. Можно изготовить не только линейные элементы, но и гнутые. Существенным недостатком такого материала будет наличие ненатуральных компонентов (клей).

Сечение балок может быть следующих типов:

Последнее имеет уширенные элементы в верхней и в нижней части. В середине сечения оно уменьшено до максимально возможных размеров. Такой вариант позволяет рационально использовать древесину и сократить ее расход. Но изготовить такой элемент непросто. По этой причине двутавр не так часто применяют в строительстве.

Чаще всего применяют брус прямоугольной формы

Оптимальным вариантом станет прямоугольник. При этом длинная сторона располагается вертикально, а короткая — горизонтально. Это обусловлен тем, что увеличение высоты лучше влияет на прочность, чем ширины. Устанавливать балку из доски плашмя практически бесполезно.

Самым невыгодным из представленных может считаться квадратное сечение. Оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.

Также для перекрытия можно использовать бревна. Но этот вариант не получил популярности. Сечение из доски намного выгоднее и удобнее в монтаже, поэтому используется намного чаще.

Средние цены по РФ

Стоимость всех двутавровых балочных изделий на март 2021 г. составляет, в среднем, по РФ:

1. Стальные:
   за 1 т – 51 700 рублей;
2. за 1 м – от 845 до 16 350 рублей.
3. Деревянные:
   1 м – от 220, 300, 430 до 900 рублей.
4. ЖБ:
   1 шт. – от 850 до 4 500 рублей, до 22 340 – подкрановые, самые большие.

На общую стоимость влияют размеры и количество двутавровых балок. Имеет значение также страна (производитель) и регион РФ. Самые дорогие расценки на двутавры в МО, СПБ и северных областях.

Прайсы с расценками присутствуют на сайтах официальных производителей двутавровых балок.