Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Межэтажное перекрытие деревянными балками

Виды перекрытий

Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:

• цокольное или подвальное перекрытие;
• межэтажное перекрытие;
• чердачное перекрытие.

Чердачное перекрытие

Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.

Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.

В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП) Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

• прямоугольные;
• квадратные;
• круглые;
• овальные;
• двутавровые.

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

1. Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
2. Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м 2 .

Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м 2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м 2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L 2 )/8

• q — полная нагрузка на кв. м;
• L 2 — квадрат расстояния между стенами.

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h 2 /6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

Монтаж перекрытия

Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.

При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.

Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 1\2 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.

Сращивание двух балок

Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.

Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.

Гидроизоляция балок в местах опор обязательна

Достоинства и недостатки балок из дерева

Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:

• доступная цена;
• простота доставки на строительную площадку;
• возможность установки без применения спецтехники;
• экологическая безопасность;
• ремонтопригодность.

Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.

В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.

Все о монтаже и ремонте
потолков своими руками

Балочное перекрытие является многоэлементной системой, которая несет не только механические нагрузки, но и призвана служить теплоизоляционной и звукопоглощающей прослойкой между этажами, подвалом и крышей.

Все элементы балочной конструкции устанавливаются и соединяются определенным образом и представляют собой одно целое. Сегодня мы поговорим с вами о том, какими могут быть такие перекрытия, дадим несколько советов по их возведению, и разберемся с прочими вопросами по теме. Приступим!

Особенности деревянного балочного перекрытия

Все балочные перекрытия можно разделить по типу используемого материала. Самыми распространенными и простыми в установке являются деревянные элементы. Помимо них применяются еще железобетонные и стальные, но это уже по части массового и промышленного строительства, поэтому описывать их нет никакой необходимости.

• Популярность дерева, в первую очередь зависит от его распространенности в нашей стране и вполне приемлемой стоимости. Также стоит отметить простоту монтажа, при которой строителям не потребуется наличие тяжелой подъемной техники.
• Конечно, дерево не будет служить столь долго как металл, но при правильной обработке срок будет очень большим. Как говорится, на наш век хватит!

• Экологическая чистота материала может быть и недостатком – в дереве любят селиться различные насекомые и микроорганизмы, однако все это легко устранимо при правильной обработке антисептиками.
• Сразу стоит отметить, что дерево – горючий материал. Чтобы уйти от этого недостатка балки пропитываются специальными составами антипиренами, которые на определенный срок наделяют древесину противопожарными свойствами.

Интересно знать! Долговечность балочных деревянных перекрытий во многом зависит от типа используемой древесины. Возьмем для примера бывшие доходные дома Санкт-Петербурга, которым сегодня исполнилось более 200 лет. Среди них имеются даже семиэтажные строения, и везде в качестве балок использовалось дерево, которое даже во влажном северном климате продолжает служить и по сей день.

Отличием тех перекрытий, конечно же, является использование бревен для балок, а не брусьев, но все равно брусья в частном домостроительстве будут служить достаточно долго.

Параметры деревянных балок

Итак, сегодня в качестве балок преимущественно используется деревянный брус – опиленное с четырех сторон бревно определенного сечения. Древесина используется в основном хвойная, так как материал имеет природную «пропитку» смолами, что хорошо защищает его от влаги.

• Для небольших пролетов, не превышающих 2 метра, допускается использование досок толщиной 25, 32 или 40 миллиметров, установив их на ребро.
• При необходимости усилить несущие элементы вы можете соединить две доски, как это показано на фото выше, при помощи гвоздей, саморезов или болтовых соединений.

• Бревна сегодня используются разве что при возведении срубов, да и то частенько брусья применяются и там.

• Параметры балок напрямую зависят от ширины перекрываемого ими пролета, а также шага между ними.
• При расчете проекта также учитываются возможные нагрузки, которые будут оказываться. Вот таблица, которая поможет вам сориентироваться в подборе сечения несущих балочных элементов.

Приведенная в таблице информация получена из ГОСТ 24454-80.

Совет! В расчет шага между балками включена потенциальная полезная нагрузка в 200 кгс/м3, а также вес самих балок, плюс масса минераловатного утеплителя с плотностью до 100 кг/м3. Если запланировано утепление перекрытия керамзитом, то шаг между балками стоит уменьшить на 20% от заявленного.

Главной особенность деревянного балочного перекрытия является то, что при установке на широкие пролеты оно способно обеспечить достаточную прочность, однако в силу особенностей материала, перекрытие не может быть жестким, то есть все равно прогибается, особенно при увеличении нагрузки. Это свойство называют зыбкостью пола.

Данный параметр на практике просчитать достаточно сложно, поэтому шаг для балок выбирают по возможности меньший (50-60 сантиметров), даже если приведенная таблица допускает другие отступы.

Как раскладываются балки и заделываются в стену

Итак, длина балок подбирается согласно перекрываемому проему, что и не удивительно. При этом если помещение имеет прямоугольную форму, выбирается его меньшая сторона. Если же оно квадратное, то направление значения не имеет.

Совет! Стоит помнить, что опираться балки могут только на несущие стены, которые рассчитаны на возрастающие нагрузки – легкие перегородки в полкирпича для этих целей ни в коем случае использовать нельзя.

• В зависимости от габаритов помещения раскладка балок может выполняться по-разному. Если пролеты слишком большие можно разбить их на участки меньших размеров бри помощи более массивных брусьев.

• Балки муруются в кирпичные стены, а в местах соединения друг с другом фиксируются при помощи специальных стальных крепежей или фанерных накладок.

• Для того чтобы замуровать балки в стену необходимо в процессе кладки подготовить для них специальные ниши, которые будут соответствовать габаритам используемых брусьев.
• Чтобы соединение было достаточно надежным и выдерживало все нужные нагрузки, глубина посадки торца балки должна быть не меньше 15-ти сантиметров. Это относится к любой кирпичной, каменной или блочной стене.
• При этом глубина самой ниши должна быть больше на 20-30 миллиметров, чтобы обеспечить воздушный зазор до задней стенки.
• Если с наружно стороны стена имеет теплоизолирующий слой, то внутреннюю часть ниши можно ничем не заполнять.
• Если такого слоя нет, то из-за оставшейся небольшой толщины стены, ниша может превратиться в мостик холода, который будет промораживаться при падении температуры воздуха на улице. В результате на деревянной балке начнет образовываться конденсат, что, как понимаете, очень плохо и приведет к ускоренному старению материала. Чтобы такого не происходило, ниша заполняется теплоизолирующим материалом, например, полистиролом, который сам не пропускает влагу и прекрасно защитит балку.

На схеме выше показаны способы того, как балки монтируются в стены разных типов.

Совет! Размещаемый внутри утеплитель не нужно оборачивать полиэтиленовой пленкой, так как возможно образование конденсата в закрытом пространстве, в результате чего ниша таки может промерзнуть.

• Перед укладкой в нишу торцы балок необходимо отпилить под углом в 60-70 градусов.
• Спилы и вся погружаемая часть обрабатываются антисептическим составом.
• Также потребуется создать влагонепроницаемый слой – край балки оборачивается рубероидом или толем (второй вариант лучше). При этом торец оставляется открытым, чтобы обеспечить приток воздуха

• При желании можно края и не оборачивать, но это менее надежно. В этом случае под балки необходимо положить подкладки – те же рубероид, толь или кусочек доски, пропитанной антисептиком, чтобы не дать древесине соприкасаться с камнем. Если этого не сделать, то достаточно скоро начнется процесс гниения древесины.
• Самым надежным способом при этом, будет сочетание двух этих методов, то есть обернутую балку поставить на подложку, что, в принципе, и показано на предыдущей схеме.

• Щели, которые остались вокруг балки, нужно заделать монтажной пеной. Такое покрытие надежно сохранит дерево от влаги, которая может попасть внутрь из помещения, но в то же время через микроскопические поры все это дело будет проветриваться.
• Оставшееся пространство заполняется цементным раствором.
• Если подложку из обработанной антисептиком доски разместить не только снизу, но и по всем сторонам ниши, балка будет служить еще дольше, практически как те, что имеются в уже упоминаемых старинных зданиях. Правда, тогда в качестве антисептика применяли деготь, но и современные пропитки прекрасно подойдут.

Совет! Также старинные балки обрабатывались дополнительно сажей – натуральным антисептиком, который справлялся с задачей не хуже современных составов, приготовленных химической промышленностью.

• Если вы опираете балки на внутреннюю несущую стену, то все меры по изоляции элемента от влаги также необходимо выполнить.
• При строительстве дома очень важно помнить, что балки, помимо своей основной несущей функции, усиливают стены здания, которые как мы знаем, связаны друг с другом только по углам. Даже в двухэтажном доме высота стен достигает 6-7 метров, так что без должной связки могут появиться непредсказуемые последствия.
• То есть балки должны не просто лежать в подготовленных нишах, а быть жестко связанными со стенами строения. Для этого применяется анкеровка этих элементов.

• Анкеровка выполняется при помощи подготовленных металлических пластин Т-образной формы, один край которых приколачивается к брусу, а остальные лопасти вмуровываются в кладку.
• Анкеры могут ставиться на каждую балку, либо через одну – и в том и в том случае связка будет достаточно прочной.

• В случае соединения с деревянными стенами применяются специальные крепежные элементы с перфорацией, через которые все крепится на саморезы. При этом края балок также должны опираться на вырезанные ниши, как на фото.

• В некоторых случаях допускается и навесная стыковка, но тогда к стенам должны быть прикручены периметральные доски.

• Если выполняется опирание двух балок на межкомнатную стену, то они должны быть связаны между собой стальными полосами, которые набиваются с двух сторон.

Отдельно стоит поговорить про опирание балок перекрытия на стены из газобетонных блоков. Данный материал не обладает высокой плотностью и не в состоянии полноценно выдерживать вес перекрытия и кровли.

• Поэтому заливается монолитный пояс из железобетона, который многократно усилит конструкцию и зафиксирует сами балки. Также возможно опирание на сам пояс – так будет еще надежнее.
• Для этого применяются специальные газобетонные блоки «U»-образной формы, в которых выпиливаются выемки по края балок.
• Подобную стыковку вы можете рассмотреть на фото выше.
• Анкеровку в этом случае выполняют при помощи металлических пластин, которые связываются с самим армопоясом.

Опирание балок на вертикальные элементы

Если речь идет о каркасном строении, то балки частенько дополнительно опираются на систему из отдельно стоящих опор, таких как: колонны, столбы, стойки.

• Если требуется над вертикальной опорой выполнить соединение элементов, то стык должен располагаться строго над ней.

• Если оба элемента сделаны из дерева, то стыковку выполнить довольно просто – забивают под углом гвозди и скрепляют все это дополнительно скобами.
• Связку можно выполнить и при помощи деревянных или фанерных накладок, устанавливаемых с двух сторон. Крепление выполняется перпендикулярно с помощью гвоздей или саморезов.
• Рассмотрев приведенную схему, вы можете увидеть, что используются и различные соединители из металла, которые можно приобрести в готовом виде в магазине. Делаются они обычно из оцинкованной стали, чтобы предотвратить коррозию элемента.

Межбалочное заполнение перекрытия

Наполнение между балками, по сути, это набор ограждающих элементов, каждый со своим назначением. Давайте посмотрим, какие варианты устройства бывают тут.

Перекрытие без лаг

Данный тип конструкции может быть применен только при условии, что расстояние между несущими балками не превышает 60-ти сантиметров. Если этим правилом пренебречь, то пол будет «зыбким». План такого перекрытия показан на следующей схеме.

Давайте послойно разберем этот пирог:

• Итак, в этом случае балки перекрытия у нас становятся основанием для удержания обшивки, на них будет сверху настилаться черновой пол, а внутри расположатся слои паро-, тепло- и звукоизоляции – последние два, чаще в лице одного материала.
• Пойдем снизу-вверх. Самый нижний слой – это отделочный материал потолка, в качестве которого может выступать пластик, деревянная вагонка, гипсокартон, МДФ и прочее. Отделка монтируется в последнюю очередь, если не планируется выкладывать утеплитель прямо сверху нее. Такое решение крайне ненадежное, поэтому пропустим его описание.

• Чтобы все держалось прочно, особенно если будет применен достаточно тяжелый теплоизолятор типа керамзита, снизу монтируется деревянный настил (12), который будет удерживаться за счет черепных брусков (10), накрученных параллельно балкам по их нижнему краю. Для черепных брусков отлично подойдет рейка сечением 30*40 и выше. Крепится все на саморезы.

• Далее поверх настила кладется слой пароизоляции, который не даст мусору просыпаться вниз, плюс убережет сами балки и утеплитель между ними от проникновения влаги из воздуха.
• Следом кладется слой теплоизолятора – обычно это или вспененный полистирол или минеральная вата, хотя и прочих вариантов на рынке великое множество. Причем предпочтительнее будет именно минвата, так как она не является горючим материалом и не боится грызунов.

Совет! Минеральная вата сильно теряет свои теплоизоляционные свойства при намокании, поэтому необходимо позаботиться о ее качественной изоляции.

• Следующий слой снова пленочный, но на этот раз гидроизолиующий. Вода может просочиться сверху, если на пол что-то разлили или кровля дала течь. Рекомендуется также применять мембранные пленки, не препятствующие газообмену.
• Расстояние от пленки до утеплителя обычно оставляется в 50 миллиметров, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха, хотя иногда этим правилом можно пренебречь

А что же по поводу звукоизоляции, ведь популярные на сегодня утеплители не так уж и эффективны в этом плане? Еще бы — вес той же минваты на 1 квадратный метр составит каких-то 5-6 килограмм, а звук в такой неплотной среде будет распространяться практически без помех!

В этом случае перед укладкой утеплителя стоит обустроить отдельный слой звукоизолятора, например, установить звукоизоляционную панель, либо насыпать песка или глины, если речь идет о совсем уж бюджетной стройке. При этом не забывайте, что несущая способность перекрытия должна выдержать увеличенные нагрузки.

Между слоями звуко и теплоизоляции также необходимо поместить разделительную мембранную пленку.

Звукоизоляция не будет полной, если вибрации будут передаваться по самим балкам при хождении по полу верхнего этажа. Чтобы устранить этот неприятный эффект поверх балок настилается упругий материал, например, тот же рубероид.

Далее монтируется черновой настил, который выступит основанием для чистового напольного покрытия, например, ламината. Для настила используются доски толщиной в 32 миллиметра – можно и тоньше, но при условии, что шаг между балками невелик, и пол не будет прогибаться.

Перекрытия с лагами

По ходу статьи мы разбирали таблицу, из которой стало понятно, что сечение балок и шаг между ними – величины взаимосвязанные. Закономерность тут прямо пропорциональная – чем мощнее брусья, тем большее расстояние между ними допускается оставлять.

• Подход с большим отступом хорош для облегчения трудозатрат в плане обустройства ниш под балки, однако прочность самого пола при этом может пострадать.
• Решить проблему помогают лаги – поперечные доски или брусья, которые ставятся на ребро или кладутся плашмя. Пиломатериал берется следующего сечения – 50х75 или 50х100 миллиметров.
• Шаг между ними выбирается приемлемый для будущего настила. Торцевое соединение элементов выполняется над лагами. Скрепляющим элементом при этом служит деревянная, металлическая или фанерная накладка.

Межбалочное заполнение перекрытия будет таким же, как и в предыдущем случае, однако за счет увеличившейся толщины перекрытия вы сможете добавить еще слой утеплителя, чтобы сделать изоляцию более эффективной. Также нужно помнить, что в отличие от балок лаги в стену не заделываются, а просто примыкают к ним.

Итак, мы узнали, как устроено балочное перекрытие, которое вы теперь с легкость можете возвести самостоятельно, следуя тем рекомендациям, что были приведены в данной статье. Дополнительно раскрыть вопрос поможет видео в этой статье – обязательно взгляните. А теперь мы с вами прощаемся, до скорых встреч!