- Как правильно рассчитать балки перекрытия?
- Расчет нагрузки на монтируемое перекрытие
- Какое сечение должны иметь балки?
- Как на примере сделать расчет балок перекрытия?
Точный и правильный расчет балок перекрытий должен обеспечивать их основное качество – надежность, поэтому подготовка деревянных изделий производится только после проведения расчета всех размеров. Среди основных параметров расчета выделяется длина и размер сечения изделия.
Будущее перекрытие должно иметь определенную ширину, от чего и зависит размер длины балок. Расчет сечения изделия производится на основе запланированной нагрузки на монтируемое перекрытие, величины шага установки, а также длины пролета. Все расчеты необходимо сделать в соответствии со специальной методикой.
Как правильно рассчитать балки перекрытия?
Балки – это конструкционные элементы для выполнения несущих функций. Расчет балок и их монтаж связан с соблюдением следующих правил:
- Когда пролет измерен, только после этого определяют требуемое количество деревянных изделий, их длину со всеми остальными размерами.
- Важным моментом является и учет глубины, предусмотренной для ввода элементов конструкции в стены и их закрепления.
Кирпичные стены предполагают глубину в стенах, составляющую не меньше 150 мм, предусмотренную для деревянных изделий, которые изготавливаются из бруса. Если они сделаны из досок, то глубина будет равна не меньше 100 мм. Для их врубки в домах из дерева глубина предусматривается около 70 мм как минимум.
Если в процессе установки конструкции будут применяться уголки или кронштейны, то длину изделий берут равной пролету. Вес всего перекрытия в данном случае должен поддерживаться металлическими конструкциями. Таким способом обычно можно перекрыть пролет, длина которого составляет от 2,5 до 4,0 метров.
Деревянное изделие из бруса должно иметь максимальную длину, которая равна 6 м. Для проектов домов, требующих использования балок большей длиной, применяют клееный брус либо промежуточные опоры, которые являются стенами-перегородками.
Вернуться к оглавлению
Расчет нагрузки на монтируемое перекрытие
Передаваемую за счет конструкции нагрузку суммируют, учитывая общий вес одновременно с весом утеплителя. Вместе с тем получают сумму веса всех предметов. Выполнение верного расчета возможно, только если были использованы услуги специалистов проектной организации.
Если воспользоваться другим способом расчета, то он будет доступен только при самостоятельном выполнении согласно следующей схеме:
- Если чердачные элементы имеют подшивную доску при отсутствии больших нагрузок, то их действие составит 50 кг на один квадратный метр при наличии утепления минеральной ватой.
- Расчет нагрузки на конструкцию составит: 1.3*70 = 90 кг/кв.м; 1,3 – величина коэффициента запаса прочности.
- Общая нагрузка должна быть рассчитана так: 90 + 50 = 130 кг/кв.м.
При наличии в конструкции межбалочного утеплителя, который является более тяжелым, чем минвата, применяют подшивку из досок, имеющих достаточную толщину. Уровень нагрузки составит 150 кг/кв.м, при этом: 150 * 1.3 + 50 = 245 кг/кв.м – величина общей нагрузки.
Дополнительными факторами нагрузки при наличии мансарды является масса имеющегося покрытия пола, мебели, других предметов, поэтому увеличение нагрузки составит до 350 кг/кв.м. Величина нагрузки берется в 400 кг/кв.м, когда балка представляет собой часть .
Вернуться к оглавлению
Какое сечение должны иметь балки?
После определения длины изделий с учетом расчетной нагрузки рассчитывается шаг, а также сечение. Если применяются бревна, то осуществляют расчет их диаметра. Данные величины являются связанными друг с другом, поэтому отношение высоты изделия к его ширине должно находиться в оптимальном соотношении, равном 1,4:1. Подобрать размеры можно в зависимости от толщины утеплителя, которая может варьироваться в интервале 100-300 мм. При использовании бревен их берут диаметром от 110 до 300 мм.
Выбор шага монтажа конструкции должен относиться к диапазону от 300 до 1200 мм. Обязательно учитывают все размеры используемого межбалочного утеплителя, а также материал для подшивки. Величина расстояния между стойками конструкции каркаса должна соответствовать шагу балок. Расстояние между балками можно найти по таблице.
Для чердаков величина допустимого изгиба является равной 1/200, а межэтажные перекрытия предполагают величину параметра, равную 1/350. Рассчитывая размер сечения, обычно используют справочную литературу.
Чердачное перекрытие должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нужную нагрузку. На прочность перекрытия влияют несколько параметров, которые можно менять - величина пролета, поперечное сечение балок, шаг их установки, связи между балками...
Рассмотрим подробнее, как подобрать балки чердачного перекрытия для частного дома, методику их расчета, варианты конструкций.
Факторы определяющие нагрузку на перекрытие
Нагрузка на чердачное перекрытие создается:- весом самого перекрытия;
- временной эксплуатационной нагрузкой - людьми, грузами, которые могут находиться на перекрытии.
Если дополнительно используется стяжка и простенки, то их удельный вес нужно прибавить. Обычно, при использовании сухой стяжки и легких пустотелых межкомнатных перегородок, удельную нагрузку от деревянного перекрытия и этих конструкций принимают равной не менее 100 кг/м кв.
Определение нагрузки на чердачное перекрытие
Временная эксплуатационная нагрузка может быть разной в зависимости от предназначения и использования чердачного помещения.- Если помещение совсем не эксплуатируется, то удельная эксплуатационная нагрузка согласно СНиП принимается не менее 100 кг/м кв. (75 кг х 1,3 - коэфф. надежности).
Тогда общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие составит 100 + 50= 150 кг/м кв. - Для межэтажного перекрытия временная эксплуатационная нагрузка согласно нормативов должна быть не менее 200 кг/м кв (150 кг х1,3).
Если неотапливаемый чердак должен служить складом не нужных вещей, то он приравнивается к межэтажному перекрытию. - Если мансардный этаж будет жилым, и применяется стяжка пола (плавающий пол со звукоизоляцией) и легкие межсекционные перегородки, мебель, оборудование и прочее, то соответственно межэтажное перекрытие
будет с общей удельной нагрузкой 300 кг/м кв. (200 + 100 кг/м кв.).
Определение сечения и шага установки балок
Ранее были определены исходные данные для расчета:- общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие;
- величина пролета между несущими стенами;
Можно воспользоваться таблицами подбора балок для чердачного перекрытия, которые приведены в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом»,
Для не эксплуатируемого чердака предлагается следующее сечение балок перекрытия и шаг их установки в зависимости от величины перекрытия. Но здесь временная эксплуатационная нагрузка принята 35 кг/м кв. – это весьма редкое посещение чердака только одним человеком. При этом обеспечивается прогиб балки не более 1/360 от длины пролета.
Следующая таблица для межэтажных перекрытий с удельной нагрузкой 240 кг/м кв. Максимальный прогиб балки также предусматривается не более 1/360 кг/м кв.
Также для проектирования балок существуют свои методики расчетов, а на любительском уровне применяются различные программы и калькуляторы. Можно ознакомиться:
Дополнительно читайте,
Какие связи нужно применять между балками из досок
Если в качестве балок используются деревянные доски (не шире 80 мм при высоте до 250 мм), то необходимо предусмотреть меры препятствующие скручиванию балок. Достаточно будет, если доски сверху и снизу будут обшиты (связаны между собой) сплошным настилом из листовых жестких материалов типа ДСП, ЦСП, ОСБ, фанера… толщиной не менее 12 мм, для шага установки балок не более 600 мм.Стыки обшивки должны располагаться по центру балок. Крепление обшивок осуществляется саморезами с шагом 200 мм на глубину 40 мм.
В результате будет образован каркас, который не только препятствует скручиванию, но и увеличивает сопротивляемость на прогиб и склонность к вибрации.
С одной стороны также каркас может быть сформирован рейками контробрешетки, которые устанавливаются перпендикулярно к балкам с шагом не более 600 мм и сечением не менее 20Х90 мм. Обрешетка может быть обшита менее жестким материалом – ГВЛ, ГКЛ.
Если верхняя сплошная обшивка балок-досок не предусматривается, а также отсутствует контробрешетка, то упрочнение каркаса осуществляют вертикальными распорками. Они вставляются между балок и крепятся к ним металлическими уголковыми элементами, их сечение от 40Х100 мм. Шаг установки таких связей не более 2,1 метра, но обычно их ставят по местам стыка потолочной обшивки, при этом нижнюю контробрешетку не делают.
При выборе досок для перекрытия следует учитывать, что широкие ровные доски дороже чем узкие (при расчете за 1 м куб).
Высоту доски (высоту балки) нужно подбирать исходя из принятого решения о размещения всего слоя утеплителя и строительстве контрообрешетки.
Шаг балок может быть уменьшен, исходя из целесообразности закрепления обшивки, кратности размеру листов.
Также можно узнать,
Невозможно построить дом без соединительных элементов - перекрытий. Именно они являются опорной основой каждого этажа здания. Даже в том случае, если постройка одноэтажная, перекрытия служат в ней потолком и полом. Вся весовая нагрузка приходится именно на перекрытия. Вещи, которые находятся в помещениях, люди - весь этот груз должен быть с успехом выдержан. Следует учитывать и тот момент, что с каждым надстроенным этажом весовая нагрузка на низлежащие площади увеличивается. Вот почему так важен правильный расчет балок перекрытия.
Что такое балки перекрытия
Традиционно в домах используются деревянные и железобетонные перекрытия. Они представляют собой разделительную плоскость между этажами здания. Каждое из них устанавливается по основным несущим элементам - балкам перекрытия. Их прочность очень важна. Помимо той нагрузки, которое выдерживает само перекрытие, балки принимают на себя еще и вес самой разделяющей этажи конструкции.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/м 2
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.
Читайте также:
Балочные перекрытия 
При выборе типа перекрытия для будущего дома, огромное значение имеет общая концепция строения. Вряд ли кому нибудь придет в голову в деревянном коттедже использовать в качестве перекрытия металлический двутавр или железобетонную балку. Существуют определенные правила и нормы, которые накладывают на конструктив свои ограничения и вносят свои коррективы.
24.02.2013 в 13:02
Виды перекрытий. Требования к перекрытиям. 
Avargano, спасибо что помогаете мне разобраться в этом трудном вопросе.
Про фанеру это все еще под вопросом, но хочется, чтобы пол был ровный. А то у нас сейчас мансардный этаж с играющим полом. Мы клали черновой пол из 50-ки, на него оргалит, подложку толстую для ламината, ламинат. Фанеру очень накладно было, вот сэкономили..во вред себе.
По поводу настилки фанеры как раз сейчас пытаюсь уяснить, что и как. Вот где-то нашла:
"Лаги выставляются с шагом 500 мм и, после выставления по уровню, крепятся к подкладкам - подкладным дощечкам различной толщины (за счёт этой разницы и происходит выравнивание)"Как я понимаю если пролет будет 500, то прям к балкам можно будет крепить фанеру?
Или все ж нужно будет набить доску как у вас? А может стоит покупать брус 100 на 200 и класть его через 300? Тогда набивать ничего не придется, но придется подрезать фанеру (или выгоднее ДСП) для обеспечения стыков на балках.
Останавливает только то, что в данном случае будет перегрузка от сосредоточенной нагрузки. Либо не ставить ничего тяжелее 390 кг как показывает калькулятор.
Эх, вредно много читать. Несколько лет назад уже строили пристройку и делали мансардный этаж, ничего не читала. Прислушивалась к советам окружающих спецов. А сейчас загрузилась по полной программе.Пол у вас играет скорее всего оттого, что у досок толщина неодинаковая - у меня 50-ка была на стропилке и на каркасах второго этажа, толщина гуляла от 45 до 55 мм, причем зачастую на одной доске. В итоге ДВП (или по-московски оргалит) по этим скачкам толщины проваливается и подложкой для ламината такие перепады не погасить.
Если все-таки планируете фанеру (а 20-ка дороже ДСП 16-го раза в 4-5, то шаг 300 оптимальный вариант, а если его чуть-чуть изменить согласовав с размерами листа, то и со стыками проблем будет меньше. Но тут нужно смотреть - если из-за этого изменения шага в итоге утеплитель (он же шумоизолятор, типа Роквул Акустик Баттс) будет резаться с большим количеством отходов, то лучше сделать дополнительные рейки под стыки или обрезать излишек фанеры.
Кстати, помимо фанеры и ДСП есть еще ЦСП (цементно стружечная плита). Она, правда, тяжелая, но не дороже ДСП и в плане экологии и пожаробезопасности имеет определенные преимущества.Мне так вообще, конструкция, с одной стороны опора на старый дом, а с другой на пристройку не нравится. Пристройка гулять будет, там дерево тут ГБ, фундамент под пристрой ттоже П-образный, короче сплошная бяка, грунт то хоть какой у Вас?Мда, когда такие пласты вскрываются про перепад в 5 см из-за более толстых балок перекрытия переживать не стоит... Как минимум тогда нужно балки на второй стороне принимать на дополнительный продольный двутавр, который по крайней мере будет заодно с ГБ-половиной. Но даже он не спасет, если две половинки домов начнут раскрываться а-ля "книжка". Тут, честно говоря, даже советовать не берусь - пока непонятно что за фундаменты и что за грунты ничего нельзя гарантировать, но обычно половинки фундаментов живут сами по себе - типичный пример веранды при старых домах.