Балки перекрытий или лаги потолка являются несущей конструкцией дома, поэтому перед тем как начать самостоятельно монтировать лаги перекрытий в бревенчатый сруб дома или бани настоятельно рекомендуем Вам особенно тщательно подойти к выбору материала и правильно рассчитать конструкцию перекрытий.
Для изготовления лаг перекрытий лучше всего использовать сухой, пропитанный огнебиозащитным составом материал первого сорта.
Балки чаще всего врезают:
Как обеспечить прочность перекрытий и удобный монтаж
Предварительно разметив места врезки балок, в бревне делают пропилы и плотно вставляют в них балки на расстоянии порядка 600 мм друг от друга. Такое расстояние между балок обеспечивает необходимую прочность перекрытий. Большинство видов утеплителя выпускается шириной именно 600 мм, что обеспечивает удобный монтаж теплошумоизоляции. При таком способе монтажа лаг крепить их дополнительно к стене нет необходимости.
Лаги перекрытий также можно смонтировать и после сборки сруба, закрепив их на стене при помощи специальных кронштейнов и саморезов. На строительном рынке сейчас имеется огромное разнообразие крепежных приспособлений. Но более правильный и надежный способ монтажа - первый!
Вопросы, возникающие в процессе строительства
При строительстве бревенчатого дома , бани из бревна
естественно возникают вопросы: Какого сечения врезать балки перекрытий (пола, потолка)? Какую нагрузку могут выдержать деревянные лаги (балки)? Какая максимальная длина балки возможна для какого сечения доски, бруса, бревна?
На основании приведенной ниже таблицы несложно рассчитать сечение лаги, в зависимости от ее длины. Данные приведены для стандартных пролетов шириной от 2 до 6 метров, при частоте набора лаг через 600 мм (расстояние между лагами 600 мм) Расчетная нагрузка 300 кг на 1 кв. метр. В таблице приведены разрушающие нагрузки для этих лаг в кг на квадратный метр.
Попросту говоря, цифры на цветном фоне это нагрузка в килограммах на 1 м2, при которой перекрытие просто сломается. Но для того чтобы пол не "пружинил" есть еще показатель изгиба балки. Синий фон - пол не будет "пружинить", желтый - предельно допустимый, и красный фон пол будет прогибаться при нагрузке в 300кг больше допустимой нормы.
Таблица расчета разрушающей нагрузки (кг/м2) на лаги (балки) перекрытий бревенчатого дома.
| длина лаги м | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 |
| сечение лаги мм | |||||||||
| Доска 100х50 | 733 | 587 | 489 | 419 | 367 | 326 | 293 | 267 | 244 |
| Доска 150х50 | 1650 | 1320 | 1100 | 943 | 825 | 733 | 660 | 600 | 500 |
| Доска 200х50 | 2933 | 2347 | 1956 | 1676 | 1467 | 1304 | 1173 | 1067 | 978 |
| Брус 200х100 | 5867 | 4693 | 3911 | 3352 | 2933 | 2607 | 2347 | 2133 | 1956 |
| Брус 200х200 | 11733 | 9387 | 7822 | 6705 | 5867 | 5215 | 4693 | 4267 | 3911 |
| Бревно 200 | 6912 | 5529 | 4608 | 3949 | 3456 | 3072 | 2765 | 2513 | 2304 |
| Бревно 220 | 9199 | 7359 | 6133 | 5257 | 4600 | 4089 | 3680 | 3345 | 3066 |
Голубым цветом в таблице подсвечены значения с запасом прочности
Желтым цветом в таблице подсвечены значения предельно допустимые по прогибу балок для этих условий
Красным цветом подсвечены значения недопустимые по прогибу (более чем в два раза от допустимой нормы) балок для этих условий.
Примечание: дополнительную жесткость балке также можно придать путем сращивания двух и более досок по толщине.
Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок .
На чем строится калькулятор балок
Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать , во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.
Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.
На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине . Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.
Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе:
Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия
Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.
Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.
Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.
Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м 2 , расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М max = (q · L 2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:
Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней
Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, см 2 , при числе стержней | Масса 1 пог.м, кг | Диаметр, мм |
||||||||
Проволочная и стержневая арматура |
|||||||||||
Семипроволочные канаты класса К-7 |
|||||||||||
Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: W z = b · h 2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.
Что еще следует знать про нагрузки на балку
Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.
Также обязательно следует учитывать массу , используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.
Сегодня для строительства используются разнообразные материалы, но чаще всего пользуются спросом деревянные балки. Они применяются для сооружения стропильной системы, для организации перекрытий чердаков, подвалов и между этажами. Именно деревянные конструкции используются при сооружения пола по лагам. Этот материал отличается прочностью, возможностью выдерживать многочисленные нагрузки, экологичностью и относительно невысокой стоимостью. Если используется деревянная балка, необходимо предварительно провести расчеты, касающиеся , их длины. Если опыта нет, то работу лучше доверить специалистам.
Нагрузки на деревянные конструкции
Если используются балки перекрытия, следует учесть, какая нагрузка будет оказываться в целом. При этом учитывается:
- собственный вес деревянной балки;
- вес от межбалочного заполнения, т. е. утеплителя, гидроизоляции и прочего;
- обшивка.
Расчет выполняется с учетом того, какой утеплитель используется, какой шаг балок принимается (от этого зависит количество материала). Следует к вопросу утепления отнестись серьезно. Холодный чердак приведет к повышению расходов на отопление, это примерно 15% дополнительных затрат . Для утепления чердака можно приобретать стекловолокно или базальтовые плиты. Они относительно легкие и монтируются быстро.
Учитывается вес от мебели, техники и людей. Обычно значение берется в среднем в 50 кг/м² для подшивки и межбалочного наполнителя. Эксплуатационная нагрузка по СНиП 2.01.07-85 для перекрытия в таком случае будет равна:
70 * 1,3 = 90 кг/м², при этом
«70» – норматив, а 1,3 – так называемый коэффициент запаса.
Общее значение составляет:
50 + 90 = 130 кг/м².
Следует значение округлить в большую сторону, получается цифра 150. Если для утепления будет приобретаться тяжелый материал, то общее значение будет иным. Оно составит 245 или 250 кг/м².
50 + 1,3*150, где 150 кг/м² – это нормативное значение.
Если чердак используется в качестве жилой площади, то расчетный уровень нагрузки повышается уже до 350 кг/м².
Об этом не стоит забывать, иначе конструкция не получится столь прочной, как это необходимо. Для обычных межэтажных используется нормативное значение в 350-400 кг/м².
Сечение и прочие параметры
Для измерения сечения балок из древесины используются такие данные, как:
Таблица 1. Выбор сечения стропильных систем.
- длина изделия для устройства перекрытия – L;
- высота изделия – h;
- ширина балки – s.
Для строительных работ рекомендуется применять изделия прямоугольного сечения, при этом высота и ширина должны находиться в пропорции 1,4:1. Оптимальная высота должна составлять 100-300 мм, а ширина – 40-200 мм (зависит от назначения укладки материала). При выборе высоты необходимо ориентироваться на то, какой именно теплоизолятор будет покупаться, так как после укладки он должен идти вровень с поверхностью, не образовывать после зашивки полостей и зазоров.
Если же для работы применяются бревна, то диаметр лучше всего брать равным 110-300 мм – это самый оптимальный размер. При устройстве перекрытия из деревянных брусьев внимание следует уделить тому, каким будет шаг укладки. Он может быть равен 30-120 см, все зависит от особенностей будущего строения и предполагаемых нагрузок. Часто шаг выбирается исходя из того, каким будет утеплитель. Для строительства дома по каркасной технологии он должен быть равен используемому шагу стоек. Например, если вертикальные стойки стен монтируются с шагом в 60 см, то и расстояние между лагами делается равным 60 см.
Как вычисляются данные? Есть специально разработанные нормативы, по ним и проводится любой расчет. Пользуясь ими, необходимо помнить, что прогиб для межэтажного перекрытия может составлять 1/350, а для чердачного – 1/200 длины изделия.
Таблица 2. Допустимые сечения балок междуэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м2.
Например, когда проводится расчет с учетом сечения балки, соблюдаются такие шаги и длины пролета:
- сечение деревянного бруса 75*100 мм, шаг – 60 см, пролет – 200 см;
- 75*150 мм, шаг – 100 см, пролет – 200 см;
- 75*200 мм, пролет – 200 см и т.д.
Такие данные используются в том случае, когда сооружается межэтажное перекрытие при планируемой нагрузке в 400 кг/м². Если она будет на уровне 150-350 кг/м² для чердачного (реже межэтажного) перекрытия, то брать необходимо такие данные:
- нагрузка 150 кг/м², пролет в 300 см, сечение бруса 50*140 мм;
- 200 кг/м², пролет – 300 см, сечение бруса 50*160 мм и т. д.
Указанные данные приведены в таблице 1.
Если для сооружения перекрытия будут использоваться бревна, то для расчета применяются данные, указанные в таблице 2 (при весе в 400 кг/м²). При использовании приведенных данных для расчета необходимо помнить, что изделия следует брать цельные, не имеющие дефектов, в том числе трещин, гнили, выпадающих сучков.
При использовании деревянных брусьев для строительства стоит предельное внимание уделить расчетам. Это касается вычисления сечения и шага перекрытия, соответствие его длине пролета. Необходимо сразу провести все вычисления, не забыть, что для чердачных, подвальных и межэтажных конструкций нагрузки будут совершенно разными.
Деревянные балки перекрытий
часто являются наиболее экономичным вариантом при строительстве частного загородного дома. При этом надо отметить, что деревянные балки легки в изготовлении и просты при монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными конструкциями. Главный недостаток деревянных балок – низкая механическая прочность, требующая больших сечений, а также низкая устойчивость к поражению микроорганизмами и насекомыми-древоточцами и горючесть. Поэтому деревянные балки перекрытий требуется тщательно рассчитывать на требуемую нагрузку и обрабатывать антисептическими и огнезащитными средствами.
В стену балки заводят не менее чем на120 мми устраивают гидроизоляцию по периметру, кроме торца. Кроме того желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену.
Сечение бруса и шаг укладки балок рассчитывается при проектировании дома в зависимости от ширины перекрываемого пролета. Если такого проекта нет, то сечение бруса выбирают побольше, а шаг укладки балок поменьше. Лучшее сечение для деревянной балки – прямоугольное с соотношением ширине к высоты1: 1,4. Так при ширине балки150 мм, ее высота должна быть около210 мм. При этом следует отметить, что оптимальный пролет для деревянных балок находится в пределах 2,5-4,0 метра. Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролета. Шаг монтажа деревянных балок каркасного строения рекомендуется выбирать равным шагу установки стоек каркаса.
При выборе сечения деревянной балки учитывают нагрузку собственного веса перекрытия, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило составляет 190-220 кг/м 2 , и нагрузку временную (эксплуатационную), значение которой принимают равной 200 кг/м 2 . Поэтому рекомендуется рассчитывать сечение деревянных балок на нагрузку на перекрытие равное 400кг/м 2 .
Определить сечение деревянных балок перекрытия при нагрузке 400кг/м 2 в зависимости от длины пролета и шага установки можно по таблице 1.
Таблица 1. Оптимальные сечения деревянных балок перекрытия при нагрузке 400 кг/м 2 .
|
Шаг установки, |
Длина пролета, м |
||||||
Если при устройстве межэтажного или чердачного перекрытия не планируется тепло,- звукоизоляция, а также если это перекрытие с неэксплуатируемым чердаком, то для меньших значений нагрузок можно по таблице 2 определить минимальные размеры сечения деревянных балок перекрытия.
Таблица 2. Минимальные сечения деревянных балок перекрытия при нагрузках от 150 до 350 кг/м 2 .
|
Сечение балок при длине пролета, м |
|||||||
В заключение можно отметить, что шаг установки балок перекрытия для данного строения – оптимален, а сечение нужно определять по таблицам.
Если сечение деревянных балок перекрытия недостаточно, оно – недостаточно раз перекрытие гуляет, следует установить дополнительные опоры под балки перекрытия. Это может быть выполнено в виде поперечной балки с опорой на стены или на колонны.
Если установка на нижнем этаже дополнительной опоры под балки перекрытия – не желательна, то можно установить поперечный брус поверх балок перекрытия и скрепить его с ними, а если возможно, то и с центральным прогоном стропильной системы. Это позволит перераспределить нагрузку между балками.
Имеется еще один вариант устранения прогиба балок – уменьшить шаг их укладки.
Добавлено: 25.05.2012 09:14
Обсуждение вопроса на форуме:
У меня на даче сделали перекрытие 2-ого этажа. Уложили лаги (брус 150*150мм шаг 500мм), прибили сверху фанеру толщ.=10мм. В некоторых местах перекрытие гуляет: вверх-вниз. Подскажите, пожалуйста, правильно ли я сделал шаг бруса и как можно усилить конструкцию?Одним из самых популярных решений при устройстве межэтажных перекрытий в частных домах является использование несущей конструкции из деревянных балок. Она должна выдерживать расчетные нагрузки, не изгибаясь и, тем более, не разрушаясь. Прежде чем приступить к возведению перекрытия рекомендуем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором и рассчитать основные параметры балочной конструкции.
