Балки перекрытия из дерева: виды и размеры

Балки перекрытия из дерева: виды и размеры

Несущим элементом любого деревянного перекрытия являются балки из дерева (древесины) разных видов. Для обеспечения надежности всей конструкции важно выбрать правильный их вид, сечение, шаг укладки, а также надежно закрепить на несущих стенах. Поэтому, в данной статье, мы рассмотрим какими могут быть балки перекрытия из дерева и как подобрать их размеры.

Содержание:

Выбор материала

Понятие древесина – общее. Что непосредственно рационально применять при производстве собственными руками двутавровых балок?

Практика показывает, что правильнее, если он будет клееный. Подобные заготовки менее всего подвергаются деформации. Если прочесть разнообразные описания готовой продукции, то почти все без исключения изготовители заверяют потенциального покупателя, что их строй/материал (наравне с другими плюсами) не впитывает жидкость, следовательно, не разбухает и не гниет.

Практика малоэтажного строительства показывает, что наиболее применяемые типоразмеры двутавровых балок следующие:

Основных вариантов два – из многослойной фанеры или ОСВ. Хотя в продаже встречаются двутавровые балки и иных исполнений, для производства собственными мощностями правильнее ориентироваться на эти материалы. Предпочтительнее ОСВ, так как они гарантируют значительную надежность и долговечность конструкции благодаря особому структурному составу и технологии изготовления.

Как правило, на это мало кто акцентирует внимание. Хотя все клеи отличаются друг от друга, в том числе, и токсичностью. Вот это и необходимо учитывать. При выборе средства необходимо ознакомиться с его составом, особенно если подразумевается монтаж перекрытий из двутавровых балок в жилом строении. Рекомендация элементарная – чем меньше «химии», тем правильнее.

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.

Между балками подвального перекрытия укладывают минеральную вату

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.

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)

Вывод по балкам

Сейчас бы я делал балку из доски высотой 200мм с послойным пробиванием 90 гвоздями, без фанеры и клея. Было бы быстрее и прочнее. Или же 40х150 с фанерой но без клея, так же с послойным пробиванием.

А еще лучше – заплатить сразу свайщикам за обвязку проф трубой или швеллером и не парится с обвязкой, а сразу собирать на ней платформу как на ленточном фундаменте.

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.

На всякий случай, я спросил мнение по этому вопросу широкой строительной общественности и получил подтверждение своей правоты. Широкая общественность в контексте составных балок также упомянула балку Деревягина и это навело меня на мысль о дальнейшем усовершенствовании моих балок.

Вспомнив свою сопроматовскую молодость, я прикинул вариант тавровой балки (рис. В). Если при соединении балок по вертикальной плоскости (как на рис. Б) надёжность крепления не имеет решающего значения (можно вообще доски не скреплять, но об этом чуть позже), то в случае соединения в форме тавра крепление полки (горизонтальной доски) к стенке (вертикальной доске) должно быть идеальным, иначе не обеспечивается общая прочность всей конструкции. Собирать такую балку из двух досок 180×50 не имеет смысла — налицо только увеличение трудоёмкости работ (подготовка соединяемых поверхностей, нанесение клея, скрепление нагелями или глухарями), а если взять две доски 150×50, то на то же лицо появляется 17% экономии материала.

Читайте также  Бочка рисунок

Однако, сравнительный расчёт прочности показал неприемлемое увеличение напряжений в верхнем сжимаемом слое балки, зато существенное увеличение прочности на растяжение (в нижнем слое — полке). Но допустимые напряжения для растяжения у деревянных конструкций и так в 2–3 раза больше допустимых напряжений на сжатие! Была идея перевернуть тавр вверх полкой — тогда, вроде бы, всё становится на свои места: обеспечена прочность и на сжатие, и не растяжение…

Как бы там ни было, но и этот вариант мне не очень понравился (я его отнёс на совесть моей инженерной интуиции). В общем, от тавра пришлось решительно отказаться.


К сожалению, не все индивидуальные самостройщики имеют инженерное образование, то есть не все знакомы с сопроматом. Более того, мне известно достаточно большое количество инженеров, у которых одно только слово «сопромат» вызывает «скржет зубовный» и заметное ухудшение настроения.

Чтобы минимизировать риск негативных эмоций у менее подготовленных читателей, попробую максимально упростить свои объяснения.

Итак, расчёт любой балки (бруса, доски, набора досок и т.п.) сводится к определению напряжений в её сжатых и растянутых волокнах, а также величин деформации (удлинения при растяжении, прогиба при изгибе и т.п.). Величина напряжений зависит от величины нагрузки на балку и геометрических характеристик её сечения. Чем больше нагрузка, при одном и том же поперечном сечении, тем больше напряжение и деформация.

Геометрия поперечного сечения оказывает сложное влияние на напряжения и деформацию: увеличение ширины просто уменьшает напряжение (деформацию), а увеличение высоты уменьшает напряжение(деформацию) пропорционально кубу. А если поперечное сечение имеет составную форму (например, тавр, швеллер, полособульб), то там всё ещё сложней.

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:

есть проект перекрытия, там два варианта, или брус 100х250 или две доски 50х250.
максимальная длина балки 6200.
Что лучше, искать брус или сделать составную балку из досок? По середине пролета будет будет стена из пеноблока 100х300х600 D500 или 600. Этот блок то уже можно считать несущим?
То есть появится еще 1 точка опоры.

думаю 2 доски хватит вполне, расстояние между балками см 70.

В проекте 850 мм.
Тогда без учета стены несущая способность 150 кг на кв метр.
у меня стена появляется, значит прогиб еще меньше будет.
Делать ли меньше расстояние между балками, черт его знает.

У меня менсарда перекрыта сдвоенными досками 50х150 с шагом 850 мм. Пролёт 4,5 м. Пока внешне с октября никаких изменений в геометрии не заметил.

я проект не видел, больше из практики)
по принципу — лучше перебдеть)

Данная перегородка не является несущей стеной. Дополнительной опорой служить не будет.
Так как качественный пиломатериал высотой 250 мм найти очень сложно, да ещё и 6200 мм длиною, советую в перегородку добавить несущей способности. Из швеллеров; или монолитных столбов с верхней балкой; колон из кирпичной кладки, опять же с монолитной балкой.
Тогда деревянные балки возможно будет значительно уменьшить в сечении

Начнем с того-какой вообще материал несущих стен? Шож это за проект такой, что в нем пролет под деревянные перекрытия (балки)- больше 6 метров?! Несущая стена нужна по середине. Стена из пеноблоков шир 30см сойдет ( на крайний случай) , если под ней фундамент общий.
Вообще-то деревянные несущие балки такой длины применяют, но они должны быть большого сечения, работают на изгиб и применяются или с промежуточными опорами (в виде опор, столбов) или в составе самонесущих деревянных ферм. Но такое я встречал только в конструкции складов, ангаров и гаражей.
Нафига такое в частном доме городить?!

Самое простое (мы делаем так в каждом втором доме) это 14 двутавр, в который с подрезом в сантаметр вставляется пятерка или 100*150.

А чо, у тебя каждый второй дом- с пролетами за 6 метров? И что дает «пятерка или 100*150», вложенная в этот двутавр?
И в чем тут «простота»?
Обоснуй.

Я бы поставил пару опор, и положил на них балку — в итоге 4 точки опоры. Балка должна делить перекрытие пополам, те по 3 метра. При планируемой толщине стены в 30 см, вся эта конструкция прячется в стену.
зы. Вопрос про фундамент не снимается при этом.

толщина стены не интересна в 30. Интересна в 12 см.
Про фундамент, это второй этаж на монолитном перекрытии.

проект выглядит вот так

Последний раз редактировалось legus; 17.05.2012 в 00:44 .

толщина стены не интересна в 30. Интересна в 12 см.
Про фундамент, это второй этаж на монолитном перекрытии.

проект выглядит вот так

Трубой или двутавром можно и в 12 см уложиться,

Перекрытия 3 уровня (чердачные), по которым особо не нужно ходить делаем по двутавру — в том случае, когда так хотят заказчики. Плиты не хотят, брус более 4 метров дорог, стойки, колоны не нужны — выбор идет на перекрытия по двутавру.
Простаты в монтаже нет — согласен. Это не плиты накидать. Экономия таких перекрытий в деньгах есть (с покрытием дюймовкой), но по итогу со стоимостью монтажа — равнозначно железобетонным перекрытиям.
Просто есть дома не только из твердых стеновых материалов, но из слабеньких пенобетонов, где и разгрузочные пояса не способны помочь стенам с тяжелыми ж/б перекрытиями.
У нас многие используют двутавр и архитекторы периодически дают такие решения.

Читайте также  Селективность автоматов

Расчёт деревянной балки занимает основное место в строительном процессе

Виды строительных балок из дерева

Разделение на виды основано на определении сечения детали:

  1. Цельные пиленые деревянные детали;
  • Круглое бревно, представляют собой участки ствола дерева очищенные от сучьев и коры. Длина от 3 метров до 6 метров. Диаметр допускается от 140 мм и более. Подходят для монтажа несущих конструкций в виде стропил и ферм.
  • Брус с квадратным сечением. Применяются для перекрытий, монтажа ростверка фундамента и устройства мауэрлата кровли. По длине используется не более 6 метров, при этом учитывается опорная часть в 200 мм.

Доски с прямоугольным сечением. По прочности опережает квадратный брус.

  1. Сборные клееные пиломатериалы;
  • Клееный брус с квадратным сечением. Отличается повышенной прочностью. Изготавливается в фабричных условиях. Выдерживает нагрузки при длине до 12 метров. Производится из высушенного материала посредством склеивания нескольких досок между собой под прессом. При изготовлении удаляются сучки из древесины и ликвидируются другие изъяны, которые ослабляют обычную деталь. При этом сохраняются все основные технические характеристики древесины.
  • Двутавровые деревянные балки. Редко используемый материал по причине дорогой стоимости. Изготавливается из двух прямоугольных брусков склеенных между собой перпендикулярно деревянной перемычкой. Проявляет самые высокие показатели по прочности.

Материал, используемый для изготовления деревянных балок

Основным материалом для бруса применяется древесина хвойных пород;

  • древесина сосны,
  • пихта редко используется как пиломатериал.
  • материал из ели,
  • лиственница,
  • тисовая древесина не уступает по прочности сосне.

При хороших местных условиях по наличию чернолесья, для материала изготовления балок перекрытия применяется породы широколиственных деревьев;

  • древесина дуба,
  • клён,
  • берёза,
  • бук лесной,

Положительные характеристики древесного материала

Лёгкий вес деталей, не требуется привлечения специальной техники. Уменьшается нагрузка общей конструкции здания.

  • По прочности не уступает материалу из металла и бетона.
  • Не нарушает экологическую обстановку.
  • Долгий срок службы.
  • Красиво выглядит.
  • Недорогой материал.
  • Быстро монтируется.

Отрицательные качества деревянного бруса

  • Высокая горючесть, перед применением требуется обработка специальными составами препятствующими возгорание.
  • Непозволительно попадание влаги. В противном положении возможна деформация, возникновение очагов плесени и гниения, приводящие к разрушению.

Со временем изменяются размеры в связи с усыханием материала. Невозможно применение материала изготовленного из свежеспилённого дерева. Неправильная сушка приводит брус к растрескиванию и скручиванию с полной деформацией.

Места применения балок из древесины

  • Перекрытия подвальных помещений и цокольных этажей. В последующем снизу производится подшивка доской и укладка утепляющего материала. Сверху по балке устраиваются полы.
  • Потолочное перекрытие отделяет пространство комнат от чердачного пространства.
  • Из деревянных балок монтируется остов кровли, как основных деталей. Мауэрлат с опорой на него стропильного бруса и дополнительными опорными деталями.

Конструкция деревянного перекрытия

Деревянное перекрытие уступает по показателям прочности и жёсткости железобетону, поэтому его устраивают в жилых домах до четырёх этажей. Изготавливают балки из леса хвойных пород (сосна, ель, пихта и т. д.). Длина балок чаще всего составляет 5–6,5 м. В каменных зданиях балки укладывают на расстоянии (по оси), кратному размеру кирпича или блоков.

1. Глухая заделка. 2. Открытая заделка. 3. Соединение балок встык. 4. Соединение балок вразбежку. a — кирпичная стена, b — балка, c — внутренняя опора, d — накладка металлическая e — гидроизоляция

В наружные каменные стены балки заделываются глухим и открытым способом. Не зависимо от способа заделки необходимо предусмотреть меры по предотвращению конденсации паров воздуха в гнёздах стен. Это происходит при их толщине менее чем в два кирпича. В более толстых стенах конденсат в гнёздах не образуется.

Глубина гнезда для опоры балки в каменных зданиях, исходя из прочности кладки на сжатие, принимается 0,6–0,8 h (h — высота балки). Минимально допустимый размер опоры составляет 150 мм. Обычно он принимается 180–200 мм. При этом балка не должна доходить до стены на 3–6 см, чтобы обеспечить доступ воздуха к её торцу.

Балки перекрытия пропитываются антисептическими составами, а конец обязательно изолируется двумя слоями гидроизоляции (толь, пергамин). Место между стеной и боковой поверхностью балки заполняется раствором.

Каждую третью балку необходимо соединить анкером с наружной стеной. Анкер одним концом заделывается в стену, дугой конец крепится к балке. Между собой они тоже соединяются при опоре на внутренние стены.

Черновой пол настилается двумя способами:

  1. Щиты или доски укладываются на черепные бруски при помощи накладных планок.
  2. Сплошная укладка щитов (досок) непосредственно на черепные бруски.

Балки и лаги подбиваются снизу щитами из тонкой доски, ГКЛ, ГВЛ, ОСП или другими листовыми материалами. Стелется мембранная изоляция, на которую укладывается тепло- и звукоизоляционный слой. Это может быть насыпной, плитный или рулонный утеплитель, закладываемый между балками.

1. Балки перекрытия. 2. Подшивка. 3. Черновой пол. 4. Утеплитель 5. Пароизоляция

На теплоизоляции также устраивается слой пароизоляции. Далее производится устройство чистого пола, который может крепиться к лагам или непосредственно к балкам. Лаги укладываются на балки перекрытия. Между утеплителем и верхним краем балок оставляется зазор для доступа воздуха к деревянным конструкциям перекрытия.

Покрытие пола и потолка зависит от эксплуатационных показателей помещения и дизайнерского решения интерьера. По деревянным балкам можно делать практически любой пол (дощатый, паркет, линолеум, керамическая плитка и т. д.).

Балки друг к другу крепятся с помощью специальных металлических изделий.

Заключение

Во многих случаях межэтажные конструкции из бруса могут быть единственно возможным решением, особенно при строительстве каркасных и бревенчатых домов. Так же они всегда используются при возведении строений из пено и газобетона, поскольку несущие характеристики этого строительного материала не предусматривают перекрытий из более тяжёлых конструкций, к примеру, таких как железобетон.

Кроме того, деревянные перекрытия имеют достаточно долгий срок службы, который может быть долее 50 лет, а в случае необходимости его сравнительно легко можно отремонтировать. Для этого достаточно разобрать небольшой участок пола, извлечь повреждённые элементы и заменить их на новые. Такой ремонт может занять всего несколько часов и не доставит больших неудобств жильцам дома.