Деревянные балки на перекрытия для большого пролета

На самом деле это — целая наука, и в каждом виде кровельного узла есть свои плюсы и минусы, и один и тот же вид крепления может оказать самое разное влияние на прочность разных крыш. Поэтому давайте подойдем к этому вопросу со всей ответственностью!

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
    • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
    • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
    • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности
Читайте также:  Балки перекрытия - виды, особенности, устройство

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

(Пока оценок нет)

Соединение углов бруса с остатком

При таком соединении брусья скрепляются на некотором расстоянии от краев, а оставшиеся концы немного вступают за угол здания, образуя своеобразную бахрому. Минус такого крепления в том, что длину остатков придется учитывать при подсчете количества материала для строительства. Зато такие углы меньше пропускают холод.

Соединение углов «в обло» («в чашу») может выполняться разными способами. Самые простые из низ:

  • односторонний;
  • двусторонний;
  • четырехсторонний.
Соединение углов бруса с остатком

В первом случае (односторонний) на расстоянии от края вырезается паз глубиной в половину толщины бруса. Он должен соответствовать форме бруса, который будут в него укладывать: для профилированного бруса – прямоугольный, для оцилиндрованного – полукруглая чаша. Паз может быть верхним или нижним.

Для второго (двустронний) пазы выполняются и сверху и снизу. Глубина каждого составляет уже примерно четверть толщины. Ширина паза в обоих случаях должна быть равна ширине бруса.

Третий метод (четырехсторонний) считается самым надежным, но требует определенной сноровки, чтобы правильно рассчитать глубину и ширину пазов и при выполнении не повредить сам соединение «в обло» усиливают с помощью небольших нагелей.

Технология монтажа перекрытий из дерева

Для выполнения работ потребуются следующие инструменты:

  • топор;
  • циркулярная пила;
  • ножовка;
  • молоток;
  • шуруповерт;
  • саморезы и гвозди;
  • рубанок;
  • гидроизоляционный и теплоизоляционный материалы;
  • строительный уровень длиной не менее 80 см.
  1. При возведении стен в их верхней части формируют специальные проемы или углубления для балок. Перед началом работ эти гнезда очищают от пыли и мусора и настилают в них гидроизоляционный материал. Чаще всего используют рубероид. Если стены из кирпича, гнезда можно обработать битумом или мастиками на его основе.
  2. Торцы балок обмазывают битумом.
  3. Укладывают опоры в предварительно подготовленные проемы.
Технология монтажа перекрытий из дерева

Если строение возведено из дерева, балки врубают в верхний венец. Существует такой способ крепления опорных элементов к стене, как ласточкин хвост. Оно используется в домах, выстроенных из бревна или бруса. Этот метод соединения прост и надежен. Для фиксации балок необходимы металлические скобы.

Утепление межэтажных перекрытий из массива

Деревянные перекрытия в доме монтируют по следующим правилам:

  • уложенный в гнездо брус должен отстоять от стен углубления не менее, чем на 4 см;
  • балки должны располагаться на расстоянии 40-50 см от дымохода;
  • каждую 3-4 балку крепят к стене анкерами;
  • пространство между брусом и стенками гнезда заполняют паклей или стекловатой.

Схема монтажа межэтажных перекрытий предусматривает устройство тепло- и звукоизоляции. Поэтому оставшиеся после укладки балок щели заполняют монтажной пеной.

Технология монтажа перекрытий из дерева

Технология устройства настила

В зависимости от местонахождения наблюдателя, деревянные перекрытия между этажами могут представлять собой либо пол, либо потолок помещения. К устройству пола требования особые. Перед тем, как приступить к монтажу настила, каждую балку с обеих сторон подшивают черепными брусками сечением 40х40 см или 50х50 см.

Они послужат опорой для чернового пола. Аналогичным образом можно поступить и с устройством настила, образующего потолок. Но технология монтажа этого конструктивного элемента не имеет специальных требований для выполнения таких работ.

Устройство перекрытия по деревянным балкам

Устройство перекрытия по деревянным балкам начинают с крепления к нижней части опор неструганных досок толщиной от 15 мм. Они впоследствии послужат черновым потолком. На получившийся в процессе подшивки настил сверху укладывают гидроизоляционный материал: рубероид, специальную мембрану или плотный полиэтилен. На него — утеплитель.

Технология монтажа перекрытий из дерева

Монтируют обшивку верхней части перекрытия по деревянным балкам. Доски крепят гвоздями или саморезами. Зная последовательность работ, их несложно выполнить своими руками. Перекрытие дома должно представлять собой герметичную, прочную, качественно утепленную конструкцию. Этот элемент здания испытывает наибольшие весовые нагрузки, поэтому для его устройства выбирают исключительно качественные материалы.

Крепим стропила к мауэрлату

В любой стропильной конструкции крыши стропила ставят нижним концом на мауэрлат, а верхние концы соединяют в коньке крыши. Мауэрлат – это специальный брус, который уложен по периметру наружных стен. Он предназначен для опоры несущих стропил.

Читайте также:  Монолитная плита перекрытия: чертежи и схемы

А теперь давайте разберемся, когда стропилы опираются на мауэрлат, а когда – только на стены:

Крепим стропила к мауэрлату
  • Если стены сделаны из бетона, кирпича или пеноблока (в принципе, любых материалов, которые способны передавать влагу), тогда опирать на них стропильные ноги нельзя. Иначе начнет быстро гнить вся крыша. А поэтому используем брус, которые называется мауэрлат, и отделяем его от самой стены любой рулонной гидроизоляцией.
  • В бревенчатых и брусчатных домах для стропил уже не нужен мауэрлат – достаточно сделать в верхней балке врубки и использовать дополнительное крепление в виде металлических уголков и скоб.

А в зависимости от того, будет ли усадка дома, делают жесткое и скользящее крепление стропил к мауэрлату.

Способ #1 — жесткое крепление

Чтобы обеспечить узлу жесткое, неподвижное крепление, у вас есть два пути. Первый состоит в использовании специальных уголков с подшивными брусками и специальные запилы на стропильной ноге. Стропило здесь фиксируется уголками с обеих сторон, а потому двигаться уже не может:

Крепим стропила к мауэрлату

Во втором способе, который более распространен, нужно забить гвозди под углом другу ко другу. В мауэрлате они скрещиваются, а третий гвоздь уже забиваете вертикально:

Два гвоздя по бокам удерживают стропильную ногу от смещения влево-вправо, а верхний гвоздь уже притягивает стропило к самому мауэрлату.

Крепим стропила к мауэрлату

Или же использовать длинные саморезы вместо гвоздей:

Способ #2 — крепление с одной степенью свободы

А вот в этой конструкции уже допускается определенное движение стропила под давлением всей крыши:

Крепим стропила к мауэрлату

Но сразу отметим, что если мы говорим о возможности горизонтально сдвигаться, речь вовсе не идет о том, что стропило будет в буквальном смысле «ездить» по балке. Это всего лишь небольшая возможность сдвинуться на миллиметры из-за динамичных нагрузкой и температурно-влажностных изменений. Причем двигаться ползун будет только при предельно допустимых нагрузках, и обычным глазом таких изменений вы не сможете увидеть.

Возможность некоторого движения остается и при креплении узла гвоздями – если их не много. А вот забитые в шахматном порядке с определенной силой уже не дадут двигаться стропилу.

В завершение для страховки жесткого крепления стропил к мауэрлату дополнительно используйте проволоку или анкеры. Только об этом нужно подумать заранее:

Крепим стропила к мауэрлату

Или еще вот отличный наглядный пример:

Способ #3 — скользящее крепление

Крепим стропила к мауэрлату

Скользящим называют такое крепление, у которого – две степени свободы. Т.е., говоря простым языком, у одного из двух элементов есть возможность смещения:

И в этом есть свой смысл. Так, те стропила, которые врубкой упираются в мауэрлат, а сверху – друг в друга, равномерно передают на стены нагрузку от крыши и снега на ней. А вот те стропила, которые опираются уже горизонтальными врубками на мауэрлат и на коньковый прогон, называются безраспорной конструкцией.

Как мы уже говорили, скользящее крепление даже с тремя степенью свободы на самом деле вовсе не означает, что стропило будет расшатанно ездить туда-сюда по опоре. Все это только для невидимых физических законов.

Крепим стропила к мауэрлату

Способ #4 — крепление с большой степенью свободы

Это — наиболее редко встречающееся на практике крепление стропил к мауэрлату:

Используют его обычно только при серьезных динамических нагрузках на крышу.

Крепим стропила к мауэрлату

Сваривание стыков балки автоматами под флюсом.

Скажем несколько слов об автоматической сварке стыков. Если сваривание балки осуществляется под флюсом с применением сварочных автоматов, то могут применяться разные приемы, также как и последовательность может отличаться.

Сварка может осуществляться наклоненным электродом, что позволяет делать одновременно два шва. С другой стороны у этого способа есть и недостатки. При наклоненном электроде увеличивается риск подрезать полки или стенки балки.

Кроме того, швы могут выполнять в положении, называемом специалистами, «лодочка». Это создает лучшие условия для образования шва, проплавления и пр. Однако, среди минусов такого способа – необходимость проворачивать изделие после выполнения каждого сварного соединения. Данный недостаток решается использованием специальных позиционеров-кантователей.

Процесс сваривания стыков балки требует тщательной подготовки, проведения и проверки расчетов моментов инерции, изгибающего момента и пр. Важно соблюдать технологию сваривания балок, неправильность которой может повлиять на будущую металлоконструкцию в целом.

Видео о способах наращивания стропилин

Демонстрация основных приемов сращивания конструктивных элементов стропильной системы:

Ролик с пошагово изложенным процессом соединения частей стропила:

Видео-пример одного из способов соединения пиломатериалов:

Читайте также:  Деревянные перекрытия с утеплением в домах из разных материалов

Соблюдение технологических предписаний, согласно которым производится сращивание стропилин по длине, гарантирует беспроблемную работу конструкции. Способы удлинения позволяют снижать расходы на строительство крыш. Следует не забывать о предварительных расчетах и о подготовке к выполнению соединений, чтобы результат усилий стал идеальным.

Соединения бруса без остатка «в лапу»

Традиционно для бань и домов используются «в полдерева» и «в лапу».

Отличаются они только формой. В полдерева имеет ровные, параллельные грани. При стыковке бруса «в лапу» форму шипов делают трапециевидной. Она чуть сложнее в исполнении, но меньше шансов возникновения сквозных отверстий.

Существуют следующие варианты соединения бруса «в лапу»:

1. Коренные шипы; 2. Встык; 3. Шпонки;

Самым простым вариантом является соединение бруса методом встык. Торцы брусьев при этом ровно обрезают и фиксируют их на углах при помощи стальных скоб или пластин с шипами. Однако, данный метод стыкования бруса нельзя назвать очень прочным и герметичным. Поэтому его лучше использовать для нежилых хозяйственных построек.

Для защиты углов сруба от продувания и придания дополнительной механический прочности конструкции сруба используют шпонки — прямоугольные и в ласточкин хвост либо используют врубку на коренной шип прямой или полусковороднем.

Шпонки – вертикальные стержни из твердой древесины (дуб, береза, граб).

Тип соединения на прямоугольных шпонках

Общий вид соединения Элементы соединения

При использовании данного способа на брусьях вырезаются специальные прорези и отверстия, в которые в дальнейшем вставляется шпонка определенного размера.

Брусья укладываются торец к торцу и соединяются шпонками. Размер прорези должен быть с учетом углубления вглубь пиломатериала на 8-15 сантиметров, в зависимости от размера бруса

Тип углового соединения сруба на шпонках «ласточкин хвост»

Общий вид соединения Элементы соединения.

Вариант подразумевает сцепление двух брёвен зубьями особой формы. Брусья под прямым углом направляются друг к другу: один имеет шипы, а другой – пазы. Такой «замок» обеспечивает надёжное крепление без наличия щелей и дарит срубу устойчивость.

От коренного шипа он отличается трапециевидной формой, которая делает зону контакта брусьев более плотной и жесткой.

Тип углового соединения в срубе с коренным шипом

Общий вид соединения Элементы соединения

Оптимальным вариантом стыкования является способ «в теплый угол», также называемый соединением «в коренной шип». На торце бруса при этом вырезается внутренний выступ-шип, который защищает шов от продувания и повышает прочность угла.

Последовательность крепления ↑

После обустройства мурлата переходят к укладке и креплению потолочных балок к мауэрлату.

    • Такие параметры, как сечение брусьев конструкции и шаг установки, рассчитывается при проектировании дома на основе оптимального сечения и шага стропил. К примеру, если стропила предполагается изготавливать из досок 5 на 15 см, то расстояние между этими элементами выбирают, равным 0,6 м. Это оптимальный вариант, тем более что ширина теплоизоляционного материала тоже равняется 0,6 м.
  • Чаще всего они имеют сечение 200 на 100 либо 150 на 100. Итоговую же длину подбирают с учетом ширины будущего карниза. Вынос составляет порядка 0,4–0,5 м.
  • Как правило, их устанавливают в одном направлении – преимущественно поперек помещения.
  • На закрепленном мауэрлате выполняют небольшие пазы (достаточно глубины в 20–300 мм) под элементы перекрытия.
  • Вначале монтируют крайние из них, расположенные у противоположных стен, отступив от их внутреннего края на 0,5–0,6 м.
  • Далее между ними натягивают веревку и по полученному уровню раскладывают остальные брусья на расчетном расстоянии друг от друга. Следуя этому правилу, можно обеспечить ровную горизонтальную плоскость потолка.
  • Следует обязательно проконтролировать места крепления балок к мауэрлату. В случае необходимости их можно слегка подчистить, подтесать мурлат либо, наоборот, подложить небольшие плашки из кусочков фанеры.
  • Затем монтируют поперечные брусья с шагом в 1 м.

Как закрепить ↑

Элементы перекрытия после врезки в мурлат закрепляют друг с другом, используя гвозди, стальные перфорированные уголки под шурупы или саморезы.

Последовательность крепления ↑

Для начала балки временно фиксируют. Сделать это достаточно просто. Недалеко от их концов в поперечном направлении укладывают доску, лучше даже две, и прибивают, используя гвозди. Если уложить рядом две доски, то передвижение по перекрытию в процессе устройства крыши значительно упростится.

Шляпки гвоздей рекомендуется оставлять на поверхности, так их в дальнейшем будет легче вынуть.

Временная фиксация повышает надежность основной, так как не дает детали смещаться.

В завершение посмотрите, как крепить балки к мауэрлату видео: