Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций

Устройство перекрытия пола дома по деревянным балкам и лагам чаще всего производят в частных и малоэтажных жилых домах. Они состоят из несущей деревянной балки или лаги пола, меж балочного, лагового заполнителя (тепло-звукоизоляция) и верхнего финишного чистового слоя пола. Нижняя часть меж балочного и меж лагового заполнения перекрытия пола дома называется накатом (черные полы), на который укладывается тепло-звукоизоляция.

Виды деревянных балок:

Брусовые

Наиболее встречаемый материал для изготовления балок пола дома. Высота у них 14 – 24 см, а толщина 5 – 16 см.

Из бревна

Самый дешёвый вариант. Бревно отлично справляется с дополнительной нагрузкой, но оно не гибкий материал. Для устройства перекрытий пола дома используют только те балки, которые сушились около года.

Досочные, лаги.

Лаги экономят средства и расход материалов для укладки перекрытия пола дома. Обладют низкой пожаробезопасностью. Также лаги обладют низкой звукоизоляцией и малым сроком службы. Используют их в основном для чердачных помещений. Те, кто всё – таки выбирают именно лаги для устройства перекрытия пола дома, используют такой метод для их усиления: скрепляют по длине две доски вместе. Для скрепления используют саморезы. Такая конструкция хорошо справляется с нагрузками.

Принципы расчета элементов перекрытия

Вспомогательная таблица для расчета количества балок.

Интервал между балками, их длина и размеры сечения выбираются в соответствии с параметрами перекрываемой площади.

Учитывается максимальная нагрузка при эксплуатации, вид плит утеплителя, вес отделки потолка. Размеры балок могут быть увеличены в связи с особенностями дизайна помещений. Для межэтажных конструкций учитывается нагрузка от оборудования, мебели и людей.

Несущие элементы должны выдерживать нагрузку от 200 кг/м2 с учетом их собственной массы. Исходя из конструкции строения, рассчитывается сечение и интервал укладки балок.

Допустимый прогиб от указанной нагрузки составляет для цокольных перекрытий — 1/250 длины балки, для чердачных — 1/200. Ограничение по длине несущих деталей для межэтажных перекрытий равно 5 м, для чердачных — 6 м. Оптимальное соотношение высоты к ширине сечения прямоугольного элемента — 7:5, к длине балки — 1:24.

Балки из бревен способны выдерживать большие нагрузки, чем брус, но с увеличенным прогибом. Скрепление спаренных брусьев болтами повышает устойчивость к нагрузкам в 2 раза по сравнению с нескрепленными элементами. Для определения точных параметров несущей конструкции можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или специальными таблицами.

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.

Читайте также:  Бетонная плита: прочный стройматериал для различных целей

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: fнор = 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/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

 Диаметр,  мм

Площадь поперечного сечения, см2, при числе стержней

Масса 1 пог.м, кг

 Диаметр,  мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Проволочная и стержневая арматура

3

0.5

3

4

0.5

1

4

5

5

6

1.7

6

7

7

8

8

9

9

10

5.5

10

12

12

14

12.3

14

16

16

18

12.7

17.8

22.9

18

20

15.7

22

20

22

7.6

11.4

15.2

19

22

25

25

28

43.1

28

32

56.3

32

36

36

40

37.7

75.4

113.1

40

45

45

50

50

55

118.8

55

60

60

70

192.4

70

80

80

Семипроволочные канаты класса К-7

4.5

4.5

6

0.9

6

7.5

7.5

9

9

12

12

15

9.9

15

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: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Выполнение потолочного перекрытия в брусовом доме

Шаг 1

Сначала выполняют укладку балок потолочного перекрытия в доме из бруса: для этого тщательно укрепляют верхнюю часть стены нагелями. Деревянные балки укладывают параллельно друг другу. Расстояние между балками должно быть одинаковым. Под концы балок, опирающихся на внутренние стены, подкладывают рубероид или толь. Концы балок, которые опираются на наружные стены, покрываются слоем антисептика, а затем оборачиваются рубероидом или толем. Торцы всех балок оставляют открытыми. Балки прикрепляют к брусьям стен с помощью специальных металлических крепежных изделий.

Балки потолочного перекрытия в брусовом доме должны располагаться строго горизонтально. При необходимости дополнительно они укрепляются гвоздями, забитыми под наклоном.

Шаг 2

Для устройства потолка используются доски сечением 4 X 20 см. Прикрепляют их саморезами к балкам чердачного перекрытия со стороны жилого помещения.

Со стороны чердачного помещения между балками помещается гидроизоляционный материал, а на нем — утеплитель (например, эковата — ее расход составляет 30-40 кг на 1 м3). Равномерно распределяют утеплитель по поверхности.

Сверху утеплитель закрывают рубероидом, прикрепив его к балкам перекрытия с помощью строительного степлера.

Шаг 3

В чердачном помещении выполняется настил из сухих строганых досок толщиной 4 см. Прикрепляют их к балкам перекрытия саморезами.

В жилом помещении прикрепляют к потолку пароизоляционную пленку. Следят за тем, чтобы пленка не сминалась. Сверху прикрепляется саморезами высушенные строганые доски сечением 2×20 см.

К доскам крепятся заранее подготовленные листы гипсокартона.

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

В большинстве старых и части новых домов при устройстве чердачного (потолочного) или межэтажного перекрытия использовались деревянные балки. Причин этому можно назвать несколько: деревянные балки перекрытия легкие, доступные, просты в монтаже. А также могут быть применены при строительстве несущих стен из разных материалов.

Однако у деревянных балок перекрытия есть существенный недостаток. А именно, повышение влажности и эксплуатационная нагрузка, неизбежно сказываются на качестве древесины, и, как следствие, на её несущей способности. В таком случае, потребуется проведение ремонтных работ.

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Ремонт деревянных балок перекрытия

Виды дефектов (повреждений) балок перекрытия

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

В процессе проведения капитального ремонта в доме нужно осматривать балки перекрытия на наличие различного рода дефектов. К таковым можно отнести:

  • гниение и повреждение плесенью. Особенно часто встречается на балках чердачного перекрытия. Плесень на потолочной балке появляется в следствие протекания крыши. Появление сгнивших участков распространено в месте врубки балки в стену. Причина – недостаточная гидроизоляция в этом месте;
Читайте также:  Где применяется монолитное перекрытие по профнастилу?

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Гниение и повреждение плесенью деревянных балок перекрытия

  • червоточины. Жизнедеятельность древесных жучков может существенно повредить балки перекрытия;

Червоточины на деревянных балках перекрытия

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами
  • растрескивание (расслоение) — образование трещин. Изначально некачественные балки могут под воздействием перепада температур расслаиваться по длине волокон.

Растрескивание балок перекрытия

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Если обнаружено что-либо из перечисленного, необходимо выполнить ремонт деревянных балок перекрытия. Кроме того, нужно устранить причину, которая привела к появлению дефектов.

Как выявить повреждения деревянных балок?

Обнаружить дефекты балочного перекрытия можно несколькими способами:

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами
  • визуальный осмотр балки. Самый простой и надежный способ. Применим в том случае, если балки открыты. Чтобы удостоверится в том, что балка прослужит еще не один десяток лет нужно провести по ней отверткой с нажимом. Если остается слегка видимый след, значит все в порядке. Если отвертка оставляет бороздку – балка нуждается в ремонте. И чем глубже бороздка, тем быстрее нужно приступать к ремонтным работам;
  • выявление внешних признаков деформации — проседание (провисание) балочного перекрытия заметно даже под отделкой;
  • простукивание. Если от удара слышен глухой звук, это означает, что балка нуждается в ремонте, т.е. она теряет свою несущую способность. Подтвердить подозрения можно путем высверливания отверстия в балке. Далее по нему можно оценить качество деревянного перекрытия.
Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Особенно важно оценить состояние деревянных перекрытий в местах примыкания к стене. Большинство случаев повреждения приходится именно на эти места.

Ремонт деревянных балок перекрытий своими руками

Восстановление (реставрацию, усиление) балочных перекрытий можно выполнить несколькими способами:

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами
  • Ремонт перекрытия с применением деревянных накладок.

В качестве накладки используется доска или брус. По высоте они должны быть равными высоте балки, а по ширине – равной половине ширины балки. Поскольку накладки устанавливаются по обе стороны балки, то получается, что накладки равны балке. Монтируются накладки вплотную к балке перекрытия и фиксируются болтами. Длина болта равна ширине балки и двух накладок.

Чтобы избежать повреждения накладок их следует обработать антигрибковым раствором.

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Следует отметить, что лучше не выполнять ремонт деревянных балок перекрытия в местах примыкания к стене с использованием накладок. Для этих целей более подходит стальной протез.

  • Ремонт с использованием протеза – полосы из стального листа или стального прутка. Их преимущество в том, что они занимают меньше места и более долговечны. Стальную накладку следует обработать антикоррозионным раствором.

Важно! Прогнившую часть или поврежденную жучком балку нужно, по возможности вырезать и заменить на целую, а места реза усилить накладками.

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Ремонт деревянных перекрытий в месте примыкания к стене выполняют следующим образом: поврежденную часть удаляют, а остаток удлиняют с использованием накладки или протеза. Далее с помощью болтов балку крепят к стене.

В случае повреждения значительного участка балки (более 2/3 длины) производится замена деревянных балок перекрытия. В противном случае, дальнейшая эксплуатация разрушенного деревянного перекрытия может привести к обрушению конструкции дома.

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Рекомендуем ознакомиться с подробным описанием технологии усиления деревянных балок перекрытия.

Все работы по ремонту должны быть выполнены с использованием сухой древесины. А использование специальных защитных растворов существенно продлит эксплуатационный период отремонтированных балок перекрытия.

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

Основные требования к балкам перекрытия

  1. Балки изготавливают из древесины хвойных деревьев: она обладает достаточной прочностью. Влажность материала не должна превышать 14%: превышение этого параметра может стать причиной прогиба лаг под нагрузкой.
  2. Не допускаются пороки древесины, такие как синюшность, поражение плесенью, насекомыми-вредителями и грызунами.
  3. Перед укладкой балки обрабатывают антисептическим составом.
  4. Балка будет устойчива к изгибу, если ее стороны имеют соотношение по размерам как 7:5 (для брусьев).
  5. Прочность на изгиб определяется высотой лаг: чем больше значение этого параметра – тем большую нагрузку без прогиба выдержит балка.
  6. Чтобы перекрытие оставалось ровным даже под воздействием нагрузки, следует вытесать строительный подъем. Потолок нижнего яруса в этом случае будет иметь небольшой подъем в центральной части, но с увеличением нагрузки на перекрытие, он выровняется.
  7. При частой укладке лаг брусья и бревна допускается заменять досками, уложенными на ребро.
  8. Расход древесины будет более экономичным при изготовлении балок толщиной 50 и высотой 150… 180 мм. Ширина шага укладки при этом должна быть 400… 600 мм (это удобно для укладки плит утеплителя).
Основные требования к балкам перекрытия

В заключение – видеоурок с подробным изложением методики расчета балок перекрытия и других конструкционных элементов.

Читайте также:  Замена деревянного пола – стяжка пола своими руками

Подбор сечения бруса

Балки применяют прямоугольного или квадратного сечения. У прямоугольного бруса широкая сторона должна располагаться вертикально. Это повышает жесткость конструкции и уменьшает прогиб перекрытия. Наиболее распространенные сечения: 100×100 мм, 100×250 мм, 150×150 мм, 150х250 мм.

Исходя из проектного расчета, могут использоваться и другие сечения. Чтобы правильно подобрать сечение балки, надо рассчитать нагрузку на ее погонный метр. Она будет состоять из веса самого бруса, элементов конструкции перекрытия, мебели и предметов верхнего этажа, а также веса людей. Нагрузки надо округлять в большую сторону, создавая определенный запас прочности конструкции.

Нагрузки, кг/пог.м Сечение балок при длине пролета, м
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
150 5×14 5×16 6×18 8×18 8×20 10×20 10×22
200 5×16 5×18 7×18 7×20 10×20 12×22 14×22
250 6×16 6×18 7×20 10×20 12×20 14×22 16×22
350 7×16 7×18 8×20 10×22 12×22 16×22 20×00

Преимущества перекрытий из дерева

Монтаж деревянных элементов здания не требует привлечения строительной спецтехники и наемной рабочей силы. Этим он выгодно отличается от укладки тяжеловесных бетонных плит. Более того, такое межэтажное перекрытие в деревянном доме при наличии второго этажа или мансарды — единственно верное решение.

Преимущества перекрытий из дерева
Преимущества перекрытий из дерева

Важный параметр качества деревянных элементов здания — отсутствие мостиков холода. Если для утепления используют листовые материалы (пенопласт, минераловатные плиты), полотна подрезают строго по размеру проемов между балками. Если устройство деревянного перекрытия между этажами предполагает использование сыпучих или волокнистых материалов, необходимо проследить за тем, чтобы были заполнены все щели.

Преимущества перекрытий из дерева
Преимущества перекрытий из дерева

Крайне важно обеспечить качественную паропроницаемость. Поэтому при укладке на утеплитель полиэтилена, а не специальной гидропаропроницаемой мембраны, оставляют зазоры. Монтаж деревянного перекрытия завершают настилом чистового пола и отделочными работами.

Преимущества перекрытий из дерева
Преимущества перекрытий из дерева

Еще статьи по этой теме:

Преимущества перекрытий из дерева
Преимущества перекрытий из дерева

Правильная конструкция стен каркасного дома

Преимущества перекрытий из дерева
Преимущества перекрытий из дерева
  • Как произвести отделку стен деревом своими руками

  • Преимущества перекрытий из дерева
    Преимущества перекрытий из дерева

    Установка ↑

    • ближе к верху, примерно на 4–6 рядов ниже края, с периодичностью в 1 м прокладывают толстую проволоку;
    • проволоку прочно закрепляют внутри кладки по центру;
    • длины свободных концов должно хватить, чтобы впоследствии без проблем охватить и обвязать опорный брус;
    • после завершения строительства видимые части крепежа прячут, к примеру, нанеся слой штукатурки.

    На заметку

    Мауэрлат устанавливают с минимальным отступом от кромки стен. Он должен быть больше 10 см.

    Чтобы не допустить загнивания балок мурлата, их гидроизолируют, прокладывая рулонный материал типа рубероида.

    Устраивая мауэрлат вдоль периметра стен, необходимо проконтролировать не только надежность фиксации, но и горизонтальность опорного бруса.

    Инструмент и приспособления для установки балок перекрытия

    При работе используется обычный плотницкий инструмент. Когда используют соединение в виде перфорированных пластин или уголков, для их фиксации потребуется шуруповёрт. Для крепления на болты и глухари нужна низкооборотная дрель и ключ с трещоткой или динамометром. Также желательно иметь пилу-торцовку и цепную пилу, чтобы ускорять процесс. Самым желанным инструментом при монтаже балок является подъёмный кран. Особенно для балок из металла. Или хотя бы делают на верху треногу с лебёдкой, чтобы облегчить строительство. Ещё важно иметь на стройке разборные леса, козлы и другие подмости. Пользоваться одной лишь стремянкой невозможно.