Сечение деревянной балки в зависимости от пролета

С появлением всё новых стеновых материалов, имеющих пористую, пустотную, щелевую структуру, популярность перекрытий, монтируемых из дерева и утеплителя, только возрастает. Применение балок с дощатым накатом и звукоизоляционным наполнением позволяет по-максимуму облегчить нагрузку на стены, требует совсем немного времени на монтаж.

Инструкция по работе с программой

Рассмотренная программа небольшая и дополнительной установки не требует.

Интерфейс программы

Чтобы было понятнее, рассмотрим каждый пункт программы:

  • Материал — выбираем требуемый материал бруса или бревна.
  • Тип балки — брус или бревно.
  • Размеры — длина, высота, ширина.
  • Шаг балок — расстояние между балками. Изменяя данный параметр (как и размеры) можно добиться оптимального соотношения.
  • Нагрузка по площади. Как правило, расчет нагрузки на перекрытия производится на этапе проектирования специалистами, но выполнить его можно и самостоятельно. Прежде всего, учитывается вес материалов, из которых изготовлено перекрытие. Например, чердачное перекрытие, утепленное легким материалом (например, минеральной ватой), с легкой подшивкой выдерживает нагрузку от собственного веса в пределах 50 кг/м². Эксплуатационная нагрузка определяется в соответствии с нормативными документами. Для чердачного перекрытия из деревянных основных материалов и с легкими утеплителем и подшивкой эксплуатационная нагрузка в соответствии со СНиП вычисляется таким путем: 70*1,3=90 кг/м². 70 кг/м².  В этом расчете берется нагрузка в соответствии с нормативами, а 1,3 – коэффициент запаса. Общая нагрузка вычисляется путем сложения: 50+90=140 кг/м². Для надежности цифру рекомендуется округлить немного в большую сторону. В данном случае можно принимать общую нагрузку за 150 кг/м². Если чердачное помещение планируется интенсивно эксплуатировать, то требуется увеличить в расчете нормативное значение нагрузки до 150. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом: 50+150*1,3=245 кг/м². После округления в большую сторону – 250 кг/м². Также следует проводить расчет таким образом, в случае если используются более тяжелые материалы: утеплители, подшивка для заполнения межбалочного пространства. Если на чердаке будет обустраиваться мансарда, то необходимо принимать во внимание вес пола и мебели. В этом случае общая нагрузка может составить до 400 кг/м².
  • При относительном прогибе.  Разрушение деревянной балки обычно происходит от поперечного изгиба, при котором в сечении балки возникают сжимающие и растягивающие напряжения. Вначале древесина работает упруго, затем возникают пластические деформации, при этом в сжатой зоне происходит смятие крайних волокон (складки), нейтральная ось опускается ниже центра тяжести. При дальнейшем росте изгибающего момента пластические деформации растут и происходит разрушение в результате разрыва крайних растянутых волокон. Максимальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превышать 1/200.
  • Среднеточечная нагрузка (для ригелей) — это нагрузка, взятая с плиты (полная) плюс собственный вес ригеля.

Cкачать программу расчета деревянных балок перекрытия

Оцилиндрованное бревно и профилированный брус по низким ценам от производителя из Кировской области — Компания «СПК Эко-дом»

Для того, чтобы построить деревянный дом, необходимо разбираться в материалах, используемых на всех этапах работ. Конечно, речь не идет о том, что вам, как заказчику, необходимо разбираться в мельчайших деталях, однако, иметь общее представление никогда не помешает.

В строительстве деревянных домов используется не только оцилиндрованное бревно, но брус и доска, относящийся к категории пиломатериалов.

Пиломатериалом принято считать продукцию, изготовленную из древесины на лесопильных предприятиях из круглых лесоматериалов. Бревна подвергаются распиливанию вдоль ствола с применением специальных станков и оборудования: ленточнопильного или круглопильного, затем полученные части делят вдоль или поперек, в зависимости от желаемого результата.

Пиломатериалы, в зависимости от их вида, имеют качественные и размерные характеристики, описанные в соответствующих нормативных документах.

К сортименту обрезного пиломатериала относятся следующие позиции:

— Брус представляет собой пиломатериал, параметры которого (толщина и ширина) составляют более 100 мм.

— Бруском называют пиломатериалы, толщина и ширина которых соотносится 1:2 и более, то есть, толщина составляет от 50 до 100 мм, а ширина — 100 мм и более.

— Доска — пиломатериалы, ширина которых больше двойной толщины.

Доска и брус естественной влажности используется для изготовления стропильной системы, брус можно использовать как межэтажные балки, доска как черновые полы и потолки.

Самым популярным материалом для изготовления традиционно считаются хвойные породы деревьев.

Расчет деревянных балок перекрытий

Деревянные балки перекрытий дома часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками. Недостатки деревянных балок — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами. Поэтому, деревянные балки перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами. Современные варианты деревянных балок перекрытий — это балки из клееного бруса (как с вертикальным расположением ламелей, так и с горизонтальным), двутавровые деревянные клееные балки (как полностью деревянные, так и комбинация OSB и дерева), дерево-металлические балки перекрытий (комбинация дерева и пространственных силовых элементов из металла) и пространственные деревянные балки, элементы которых скрепленны металлозубчатыми пластинами.

Балки межэтажных перекрытий могут служить опорными балками для выступающих деревянных балконов.

Оптимальный пролет для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшее сечение для деревянной балки — прямоугольное с соотношением высоты к ширине 1,4:1. В стену балки заводят не менее чем на 12 см и гидроизолируют по кругу, кроме торца. Желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену.

Читайте также:  Дополнительное армирование плит перекрытий

При выборе расчета сечения балки перекрытия учитывают нагрузку собственного веса, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило, составляет 190-220 кг/м2, и нагрузку временную (эксплуатационную), её значение принимают равной 200 кг/м2. Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролёта. Шаг монтажа деревянных балок рекомендуется выбирать равным шагу установки стоек каркаса.

Таблица сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400кг/м2. — рекомендуется рассчитывать именно на эту нагрузку

Пролёт (м)/ шаг установки (м)

Основы устройства деревянных перекрытий

В структуре деревянного перекрытия присутствует несколько элементов, но основным являются балки, которые по своей функциональности делятся на прогоны (опорные балки) и лаги (опираются на прогоны). Поверх лаг делается накат из досок или же листового материала, на который затем монтируется чистовой пол.

Вариант формирования пирога пола

Структура и размеры

В нижней части балок (на их боковых поверхностях) прибивают бруски с небольшим сечением, которые придают прямоугольнику тавровую форму. Таким образом, получаются консоли, на которые опирают щиты или листы, служащие основанием для укладываемого между балками утеплителя.

Черепные бруски в структуре перекрытия

  • С потолочной стороны (снизу) к балкам монтируется черновая подшивка, которая послужит основанием для штукатурки, это может быть каркас подвесной конструкции, либо чистовой деревянный накат из строганой и тонированной доски. В общем, тут уже всё зависит от варианта отделки потолка, которому отдано предпочтение.
  • Балки, применяемые для сборки деревянного потолка, имеют не только прямоугольное сечение. Это могут быть окантованные брёвна (чаще в бревенчатых домах), обрезные доски толщиной 80 мм (иногда сдвоенных), тавры с одним или двумя черепными брусками, двутавры. Минимальная длина балок обычно составляет 4,5 м, максимум 6 м.
  • Что касается сечения балок, то оно определяется расчётом и зависит от предполагаемой нагрузки. В частных домах за основу принимается значение 400 кг/м2, и в зависимости от длины пролёта и шага установки, сечение можно подобрать по представленной ниже таблице.

Таблица подбора сечения балок

Обратите внимание: Балка обязательно должна быть цельной, выбирать в ней пазы для опирания или же делать отверстия для вентиляции или пропуска коммуникаций недопустимо!

  • Если в структуре перекрытия должны присутствовать черепные бруски (что вовсе не обязательно), они должны быть уже пришиты к балкам до начала их монтажа. Это бруски сечением 40*50 мм, которые крепятся гвоздями 4,5*125 мм с шагом 25-30 см. Как уже было сказано, такие балки можно купить в готовом виде, в заводском исполнении.
  • Их изготавливают по действующему с 1987 года ГОСТ 4981, используя в производстве как цельную, так и клееную древесину. Первые маркируют БЦ, а вторые БК, цифра 0, 1 или 2 обозначает количество черепных брусков – далее шифруются параметры длины, высоты и ширины в дециметрах (например, БЦ1 — ). Они так же могут быть антисептированы на заводе.
  • Вручную черепные бруски пришивают в основном, когда в качестве балок используют брёвна. Для этой цели их боковые грани опиливают. В остальных случаях гораздо проще приобрести готовые двутавровые балки, чем выполнять такую трудоёмкую операцию — что и делает большинство заказчиков.

Вариант с поддерживающей обрешёткой

Примечание: При отсутствии на балках черепного бруса, к их нижней поверхности прибивается поддерживающая обрешётка. Какой вариант выбрать, зависит от места положения перекрытия в доме и его конкретной структуры.

Заделка концов балок

Наиболее ответственным этапом при монтаже деревянных перекрытий является процесс заделки торцов балок в стены. Тут многое зависит от того, из какого материала эти самые стены возведены.

Основы устройства деревянных перекрытий
Основы устройства деревянных перекрытий
Основы устройства деревянных перекрытий
Основы устройства деревянных перекрытий

Если это кирпич, блоки из бетона, установка балок производится в предусмотренные при ведении кладки гнёзда, с открытой или глухой заделкой.

Основы устройства деревянных перекрытий
Основы устройства деревянных перекрытий

Варианты заделки балок

  • При заделке наглухо, конец балки промазывают битумной мастикой и обёртывают пергамином — не закрывая торец, через который происходит выход содержащейся в древесине влаги. Чтобы она лучше отделялась, конец балки запиливается под углом 75-80 градусов к нижней грани. Как вариант, вместо обмазки наносится тройной слой биозащитного грунта.
  • При открытом способе заделки посадочные гнезда имеют больший размер, так как балка укладывается на обработанную гидрофобизатором подкладку из дерева. При этом наружная стенка выемки прокладывается утеплительным материалом, а между верхней гранью балки и верхней горизонтальной стенкой гнезда, оставляется вентилируемый зазор.
  • И в том, и в другом случае, глубина заделки составляет не меньше 18 см, а щель между балкой и стеной с нижней стороны закрывается пришитым к балке черепным бруском. Монтировать каркас перекрытия плотники начинают сразу же, как только каменщики доведут кладку до нужного уровня. По балкам настилают черновое покрытие, которое позволяет рабочим передвигаться, продолжая кладку верхнего этажа.

Балки с временным настилом

Деревянные балки перекрытия и их длина

Длина реек перекрытия зависит от размеров пролета, на котором разворачиваются строительные работы, плюс желательно учесть небольшой запас, требующийся для того, чтобы поместить деревянные балки в стену. Длину можно измерить самому, а вот размеры глубины зависят от используемого материала.

Например, если стены сделаны из кирпича или была применена блочная система, деревянные балки перекрытия уходят в так называемые гнезда, глубина их варьируется в пределах 100-150 мм. Деревянные сооружения следует оснастить зарубками глубиной в 70 мм. Предполагаемое применение металлических крепежей, всевозможных хомутов, уголков определяет размеры реек, равных пролету. Есть желание соорудить свес крыши, деревянные балки перекрытия выводятся за пределы дома на 30-50 см.

Деревянные балки перекрытия и их длина

Самые оптимальные размеры пролета, перекрывающего балки, колеблются в пределах 2,5-4 м. Специалисты не рекомендуют превышать длину рейки более чем на 6 м, в противном случае лучше закупить клееный брус или в качестве опор использовать промежуточные стены, колонны.

Так зачем нужен калькулятор

Ниже выложен калькулятор, позволяющий по вводимым вами базовым измерениям подсчитать обозревавшиеся в статье критически важные параметры всего за несколько секунд.

Читайте также:  Как правильно класть плиты перекрытия на стены

Таким образом, параметр прогиба бруса не менее важен для долговечной службы постройки, чем качество и прочность самих балок. Используя онлайн-вычисления, можно просчитать все нужные данные и проверить их на соответствие строительным стандартам.

Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкойКомментарии Коментариев пока нет, но вы могли бы быть первым…

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

  • Тип 1 — цельная деревянная балка.
  • Тип 2 — клееная балка из досок.
  • Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
  • Тип 4 — обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб — требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор.

С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

  • Тип 1 — цельная деревянная балка.
  • Тип 2 — клееная балка из досок.
  • Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
  • Тип 4 — обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП

2011) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь.

Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Читайте также:  Как сделать монолитное перекрытие своими руками

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб — требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

Какой брус используется для перекрытия?

  • Необходимо только хорошо просушенное дерево – уровень влажности не более 20%. При высыхании дерево изменяется в объеме, порой даже коробится, что приведет к деформации потолка.
  • Порода дерева, если речь идет о деревянном строении, должна совпадать с породой остальной древесины. Степень усадки и реакция на температурные изменения у разного материала заметно отличается.
  • Бруски необходимо тщательно и со всех сторон, не забывая торцы, обработать антисептиками, так как дерево, обычно, подвержено гниению и составляет лакомый кусочек для насекомых.
  • Рекомендуется обработать материал также антипиренами – составы увеличивают огнестойкость.

При сооружении балочной системы выполняется еще ряд требований, которые влияют на выбор материала – его размеры и способ изготовления. Так, над помещениями с высокой влажностью балочная система дополнительно гидроизолируется. А если балки разделяют этажи с разным температурным режимом – например, жилой этаж и неотапливаемый чердак, то теплоизоляция должна быть усилена и выполняться по тем же требованиям, что и теплоизоляции стен. В этом случае утеплитель составляет ощутимую дополнительную нагрузку, и брус придется подбирать больших размеров.

Балочные деревянные перекрытия

Каркасом такого перекрытия являются деревянные балки (лаги), которые следует крепить на равномерном расстоянии друг от друга. Расчет этого расстояния производится в зависимости от сечения балки и ширины пролета между опорными стенами.

Специалисты уже давно произвели такой расчет. Расстояние между подскажет таблица:

Сечение (для деревянной балки)см х см Ширина пролета перекрытия3 м Ширина пролета перекрытия3,5 м Ширина пролета перекрытия4 м Ширина пролета перекрытия4, 5 м Ширина пролета перекрытия5 м
Брус 5 х 16 0,8 м 0,6 м 0,45 м
Брус 6 х 20 1,25 м 0,80 м 0,70 м 0,55 м 0,45 м
Брус 10 х10 0,60 м 0,45 м 0,35 м
Брус 14 х 18 1,8 1,48
Брус 15 х 20 2,4 2,0
Брус 16 х 22 2,5

Конструкции балочных деревянных перекрытий прекрасно подойдут для постройки частного загородного дома.

Деревянные перекрытия и их основные характеристики

Делая межэтажное перекрытие, стоит обратить особое внимание на то, какое помещение находится под низом. Если перекрытие располагается над жилым помещением, то вполне достаточно использовать только шумовой изоляционный материал. Если же перекрытие располагается над ванной или туалетом (или другим помещением с повышенным уровнем влажности), стоит позаботиться о качественной теплоизоляции и гидроизоляции.

Из основных характеристик такой конструкции можно выделить следующие:

  • высокий уровень теплосбережения;
  • простота проведения монтажных работ;
  • высокие акустические качества;
  • монтажные работы можно проводить в любое время года;
  • деревянные конструкции используются как в качестве перекрытия между этажами, так и в качестве чердачного перекрытия.