Как сделать расчет деревянной балки для перекрытия

После того, как вы купили участок под строительство дома, настала пора задуматься о постройке. Если вы выбрали дом из дерева, то не помешает узнать об особенностях деревянного перекрытия. Для возведения межэтажных перекрытий применяются деревянный брус. Несущая конструкция разделяет по высоте смежные помещения, принимает статические и динамические нагрузки различных предметов. Потому грамотный расчет деревянной балки обеспечит надёжность, прочность и долговечность строительного объекта. 

Специалисты компании "Богатырь" давно занимаются строительство домов и готовы поделиться с вами опытом и знаниями. Сегодня мы расскажем вам все о плюсах и минусах деревянного перекрытия, его установке и прочее.

Плюсы и минусы деревянного перекрытия

Обычно конструкция из дерева сравнивают с железобетонными плитами. Основными достоинствами балок являются:

1. Небольшой собственный вес. Для сравнения, собственный вес с полезной нагрузкой составляет: железобетонной плиты – от 700 до 800 кг/м2, а деревянного перекрытия – от 350 до 400 кг/м2. Это позволяет сократить расходы на укрепление и изготовление фундамента.
2. Для выполнения работ не надо арендовать специальное оборудование. Например, те требуется кран на автомобильном ходу.
3. Применяются в условиях «сложных» грунтов. Например, для горных пород.
4. Перегораживание из бруса выполняется по времени быстрее, чем железобетонная конструкция. Для сравнения берётся одинаковая площадь.
5. Стоимость сооружения ниже.
6. Экологически безопасный материал. В составе отсутствуют агрессивные компоненты.
7. Покупая материал необходимо внимательно осмотреть на наличие трещин, следов заражения паразитами.

Брус из древесины имеет свои недостатки:

• Натуральное дерево могут повредить грызуны, насекомые. А также материал подвержен образованию плесени, грибка.
• Брус необходимо дополнительно обрабатывать специальным составом, пропитывать антисептиком. Это поможет избежать гниения древесины. К тому же надо организовать качественную систему вентиляции.
• Деревянные балки обшивают с двух сторон, а между ними ложится звукоизоляция и утеплитель.
• Дерево хорошо горит. Поэтому конструкция имеет высокую степень пожароопасности. Например, в зоне примыкания перекрытия к дымоходу придётся выполнять теплоизоляционные швы.
• Срок службы меньше, чем у железобетонной конструкции.

Виды и типы деревянных балок

Брус должен соответствовать показаниям прочности, жёсткости, пожарной безопасности. Материал можно разделить на несколько видов:

• цельный – брус 2 или 4 пропиленные стороны;
• клеевой делают из досок или шпона LVL.

Изделия из цельной древесины используются реже. Низкий модуль упругости способствует образованию прогибов. Процесс актуален для длины пролёта более 4 метров. Клеевые балки не обладают подобными недостатками. Однотипная структура и ориентированное направление волокон способствует прочности и упругости. Рекомендуется использовать при длине пролёта от 6 до 9 метров.

По профилю продукция из натурального дерева делится на следующие виды:

• квадратный;
• прямоугольный;
• двутавровый;
• круглый или овальный.

Оптимальным вариантом является прямоугольное сечение. На прочность материала влияет больше высота, чем длина. Брус квадратного сечения практически не востребован.

Двухтавровый профиль – это уширенные элементы в нижней и верхней части, а в середине уменьшение до максимально возможных размеров. Такая разновидность продукции сокращает расход древесины. Изделия круглого и овального профиля применяются для перекрытия чердака.

Как рассчитать нагрузку и размер деревянных балок

Для проведения вычислений необходимо выполнить определённые операции. Замерить протяжённость пролёта. Обязательно определить способ крепления бруса. Предварительно вычислить значение нагрузки, которая будет действовать на конструкцию.

Длина деревянных балок перекрытия определяется значением протяжённости пролёта и запасом для укладки на стену. Вычислить значение пролёта не сложно. Рулеткой замерить расстояние, которое надо перекрыть. К полученной величине добавляют по 15 сантиметров на каждую сторону для заделки в гнёзда. Если деревянный брус крепится на специальные приспособления, длина равняется протяжённости пролёта.

На перекрытие действует нагрузка собственного веса и временная эксплуатационная нагрузка (мебель, вес людей, различные предметы). Точный расчет деревянной балки выполняют специалисты. Показатель зависит от условия эксплуатации. При вычислении учитывается нормативное значение нагрузки согласно СНиП и коэффициент запаса.

Зная длину и общую расчётную нагрузку можно выполнить подбор сечения балки. Если неизвестна толщина предполагаемого бруса, следует придерживаться соотношения:

Высота сечения/Ширина = 1,4

В результате получается оптимальная толщина, указанная во многих справочниках. Ниже приведён пример расчета деревянной балки, формулы для проведения простых вычислений:

• Максимальный изгибающий момент определяется по формуле Mмакс=q*l2/8, где q – показатель нагрузки на перекрытие, l – длина пролёта перекрытия.
• Момент сопротивления рассчитывается по формуле Wтреб=Mмакс/R, где R – значение расчётного сопротивления древесины.
• Расчет прочности деревянной балки – это выполнение соотношения Wтреб значение должно быть меньше либо равно моменту сопротивления балки перекрытия.
• Расчет прогиба деревянной балки можно проводить по формулам или воспользоваться специальной таблицей.

Установка перекрытия

Брус применяется при строительстве частных домов или возведения объектов из древесины. Обычно материал выполнен из лиственных или хвойных пород. Толщина балок перекрытия составляет от 15 до 30 сантиметров. Также применяют составные деревянные балки перекрытия на податливых связях. Изделие состоит из отдельных досок или брусьев, скрепленные между собой пластинчатыми нагелями.

Концы бруса срезают под углом 60-80 градусов, оборачивают рубероидом и укладывают в ниши. Зазор заполняется минеральной ватой. Балки перекрытия деревянные могут использоваться различных размеров.

Монтируется конструкция на несущие стены с шагом 0,6 – 1,2 метра. Установка изделий начинается с крайних, отступив от стены 5 сантиметров. В оставшиеся пространство монтируют остальные брусья. Чтобы создать дополнительную жёсткость при строительстве объектов применяют стальные анкеры, пластины. В деревянных постройках для крепления используют соединительные скобы.

Прочность деревянной балки влияет на срок эксплуатации всей конструкции. После подготовки основания, переходят к покрытию. Обычно используется:

• доска толщиной 25 – 45 миллиметров;
• толстая фанера;
• ориентировано-стружечная плита.

Вначале на балки крепятся черепные бруски. Обычно выбирается материал с сечением 50 на 50 миллиметров. Затем монтируется черновой пол. При необходимости настилают утеплитель, пароизоляцию. Только потом настилают напольное покрытие. Такой вариант приемлем для монтирования цокольного сооружения.

Монтаж перекрытия между этажами производится по-другому. К черепным брускам снизу крепится полотно пароизоляции. А затем материал, из которого будет выполнен потолок нижнего этажа. Для снижения шума между брусом укладывается минеральная вата или засыпается керамзит. Только затем выполняется черновое и финишное напольное покрытие верхнего этажа.

Перекрытие из деревянных балок подходит для определённых объектов. Конструкция отличается относительно невысокой стоимостью и наименьшей трудоёмкостью.

А если вы не хотите заниматься строительство домом сами, то всегда можете купить дом под ключ в нашей компании "Богатырь".