Балки перекрытия — виды, особенности, устройство

Балки перекрытия – это опорные несущие конструкции в доме, необходимые для распределения различных типов нагрузок от вышележащих элементов и сооружений: предметов интерьера, верхних этажей, крыши. В зависимости от габаритов строения и типа предполагаемой эксплуатации, межэтажные перекрытия возводят либо из металлических двутавров, либо из более дешевых деревянных балок (цельных, клееных).

Как крепить стропила, если использован мауэрлат

Без мауэрлата можно обойтись в каркасных и деревянных домах, но иногда он является обязательной частью конструкции. Например, при использовании для стен пенобетонных блоков и подобных им материалов:

  • передачей влаги от стен стропильной системе;
  • особенности материала, из-за которой крепления в ней не задерживаются;
  • хрупкость стен;
  • невозможность выдержать на себе крышу без использования мауэрлата.

Если дом строят из материала, не дающего усадку, желательно использовать жесткое крепление, в противном случае соединение может иметь степень свободы. Система стропил крепится сначала к мауэрлату, а на свободных концах соединяется с балками перекрытия.

Технические характеристики – как не ошибиться при выборе

Деревянные балки эффективны при закрытии пролёта в 2,5-4 м. Максимальная длина – 6 м, при большей протяжённости не обойтись без монтажа опорных колонн или иных конструкций.

Крепление стропил к балкам перекрытия из дерева осуществляется посредством стальных пластин, уголков и скользящих опор. При определении сечения за стандарт принимают общую нагрузку в 350-400 кг/м2 для перестраховки. Оптимальное соотношение высоты и ширины изделия 1,4:1. Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать, дополнительно нужно учесть размеры заступов на стену — не менее 12 см, для бруса — не менее 15 см.

Ширина доски для балки варьируется в пределах 4-20 см, высота 10-30 см, диаметр брёвен может достигать 11-30 см. В зависимости от габаритов балки, шаг укладки составляет 0,3-1,2 м (как правило, 0,6-1 м).

Расстояние между балками перекрытия из металла колеблется в пределах 1-1,2 м. Номер (размер) балки при нагрузке в 400 кг/м2 выбирается исходя из длины обустраиваемого пролёта и шага укладки. Так, при пролёте в 6 м и шаге 1-1,2 м оптимален 20 двутавр (высота 20, ширина 10 см); пролёт 4 м, шаг 1-1,2 м — №12 (высота 12, ширина 6,4 см); пролёт 3 м, шаг 1-1,2 м — №10 (высота 10, ширина 5,5 см).

Современная бетонная балка перекрытия способна закрыть проём длиной в 3-7,5 м, а укладка проводится с шагом в 1-1,5 м. Минимальная высота элемента составляет 1/20 часть длины пролёта, ширина рассчитывается исходя из пропорции 5:7 (5 — ширина, 7 — высота).

Размеры балок перекрытия комбинированного типа могут быть самыми разными. Для серии W наибольшая длина составляет 6 м, категория L предусматривает длину до 13,5 м. Основное отличие между группами заключается в типе бруса. В первом случае это струганое изделие, прошедшее камерную сушку, во втором — клееные балки перекрытия, соединённые из отдельных элементов посредством особой технологии, что придаёт итоговому продукту повышенную жёсткость, прочность и надёжность.

Крепление методом врубки

В связи с тем, что сквозные отверстия со временем негативно влияют на элементы из дерева, применяются следующие методы крепления – врубка с одинарным и двойным зубом. Выбор вида врубки напрямую зависит от угла наклона ската крыши. Если крышу здания или сооружения планируется выполнять с крутыми скатами, стропила следует крепить методом врубки с одним зубом, если же угол наклона крыши будет не более 35о – с двойным зубом.

Крепление методом врубки

Врубка с одинарным зубом

Как правило, при применении крепления методом врубки с одинарным зубом, конструкция дополняется шипом. Это позволяет снизить к нулю вероятность бокового сдвига стропил от действия различных видов нагрузок на стропила. Для шипа на балке предусматривается специально вырезанное гнездо, глубина которого должна находиться в пределах от 1/3 до 1/4 толщины балки перекрытия. Вырез должен быть выполнен на расстоянии более чем 0,25 метров от края балки. Такое расположение шипа позволит свести к минимуму образования сколов на балке перекрытия.

Читайте также:  Знаете ли вы из чего делают шифер и вреден ли он?

Врубка с двойным зубом

Метод врубки с двойным зубом, как правило, дополняется шипами в количестве двух штук, упорами или соединением-«замком». Зубы могут быть выполнены как одинаковой величины, так и разной. Зубы разной глубины выполняются в том случае, когда конструкция дополняется шипом.

Крепление методом врубки

Независимо от того, выполнена врубка с одним или с двумя зубами, сами по себе пазы не способны выдержать стропильные ноги. Для этого узлы дополнительно укрепляются металлическими крепежными элементами. Если соединения балок и стропил представляют собой неподвижные конструкции, крепление может осуществляться с помощью гвоздей, накладок из металла, хомутов и «салазок». Если же соединения представляют собой скользящие конструкции (коньковая часть), необходимо использовать специально предназначенные крепления.

Каждый узел соединения стропила с балкой требует дополнительной фиксации. Для этого, в качестве фиксирующего элемента, используется кованая проволока. Проволока закрепляется на анкер, вмонтированный в стену здания.

Варианты крепления мауэрлата к кирпичной стене

При строительстве дома одним из наиболее ответственных циклов работ становится монтаж кровли. Важно контролировать теплоизоляцию, гидроизоляцию и надежное закрепление всех конструкций. Важно надежно зафиксировать мауэрлатный брус, крепление которого к кирпичной стене может осуществляться несколькими способами.

Зачем нужен мауэрлат

В качестве этого элемента подойдет брус сечением 100х100 или 150х150 мм. Он предназначен для выполнения следующих функций:

  • закрепление стропильных ног;
  • обеспечение совместной работы стропил;
  • равномерное распределение нагрузки от отдельных элементов на стену.

Можно избежать устройства мауэрлата, только если под каждую наклонную балку ската предусматривать опорную подушку, но такая укладка – слишком трудоемкое занятие.

Подготовительный этап

Положение мауэрлата в кровле

Перед тем как осуществить крепление мауэрлата к кирпичной стене, необходимо подготовиться. Первый этап подготовки выполняют при кладке стен. Существует два варианта завершения кирпичной кладки:

  1. Кладка наружных стен дома заканчивается в одном уровне. Получается горизонтальный обрез стены. Мауэрлат укладывается на внутреннюю сторону. После завершения работ, внешний край заливается керамзитобетоном или утепляется теплоизоляционным материалом.
  2. Кладка наружных стен завершается уступом. Наружную часть делают выше, чем внутреннюю. При этом создается дополнительное сопротивление распору и обеспечивается теплоизоляция конструкции. Этот вариант предпочтительнее при строительстве частного дома.
Варианты крепления мауэрлата к кирпичной стене

Схема двух вариантов закрепления стен мауэрлатами

После завершения кладки стен необходимо обеспечить гидроизоляционный слой между разными по своим характеристикам материалами: кирпичом и древесиной. Для этого брус укладывают на предварительно подготовленный слой гидроизоляции. Возможно использование следующих материалов:

  • толь (устаревший и неэффективный, но дешевый материал, который в массовом строительстве в настоящее время не применяется);
  • рубероид;
  • гидроизол;
  • линокром.

Материалы представляют собой основу, пропитанную битумным составом.

Способы крепления

Брус на стене дома можно закрепить по-разному. Все зависит от нагрузки и наличия инструментов и материалов.

Установка может осуществляться следующими способами:

  • проволокой;
  • при помощи деревянных пробок;
  • на строительные шпильки;
  • на анкера.

Способы крепления к мауэрлату

На стены, построенные из кирпичей или сделанные из бетона, ставить стропильные ноги запрещается.

Материалы, способные впитывать влагу и соприкасающиеся с несущей конструкцией крыши, могут вызвать гниение деревянных элементов кровли.

Поэтому в качестве опоры для стропильной системы следует использовать мауэрлат – брус, закрепленный сверху стены и отделяемый от нее гидроизоляционным покрытием.

При сооружении крыши могут использоваться разные способы крепления стропил, выбор которых зависит от того, ожидается ли в будущем усадка здания.

Когда необходимо, чтобы узел между мауэрлатом и стропилом получился неподвижным и крепким, можно воспользоваться специальными уголками с подшивными брусками и сделать выемки на каждом стропиле.

Элементы крепежа в этом случае играют роль фиксаторов стропильных ног с обеих сторон, а значит, полностью обездвиживают фрагмент несущей конструкции крыши.

Читайте также:  Какой стороной класть шифер гладкой или шершавой?

Добиться устойчивости стропильной системы и создания жесткого крепления позволяет и обычное забивание гвоздей.

Два металлических изделия необходимо вбить в стропильный брус под углом друг к другу. В мауэрлате концы гвоздей должны скреститься.

Затем стропило и бревно, расположенное по периметру крыши, необходимо соединить третьим элементом крепежа, забиваемым вертикально.

Решая вопрос о том, как правильно крепить стропила, следует рассмотреть способ, при котором несущая конструкция крыши фиксируется с одной степенью свободы.

Способы крепления к мауэрлату

Технология предполагает, что стропильные ноги немного двигаются под давлением кровельного материала и утеплителя.

Видео:

Разумеется, речь идет о смещениях стропил буквально на миллиметры. Как правильно поставить стропила, чтобы элементы несущей конструкции только чуть-чуть сдвигались с места, гадать не нужно.

Для этого надо забить в стропильную систему немного меньше гвоздей, чем требует жесткое крепление.

При строительстве крыши своими руками стропила можно зафиксировать на месте скользящим креплением, предусматривающим две степени свободы, то есть возможность сдвига одного из двух элементов несущей конструкции кровли.

Удерживая стропильные в таком положении, получится добиться равномерного распределения нагрузки на дом от кровельного материала и скопившегося на ней снега.

Размышлять, как сделать стропила, закрепляемые на мауэрлате с большой степенью свободы, следует лишь в том случае, если крыша будущего строения будет испытывать серьезные динамические нагрузки.

Итак, в представленной статье можно найти ответ на вопрос, как построить несущую конструкцию крыши.

Чтобы установить наверху здания стропильную систему, необходимо произвести расчет необходимых материалов, сделав проект, и изучить способы фиксации стропильных ног.

Заключение

Дачный дом практически непрерывно в течение всего срока своего существования требует обслуживания, ремонта и реконструкции. Крыша, которая базируется на стропильной системе, защищает жилые помещения от внешней среды. Вся конструкция крыши, её обслуживание и своевременный ремонт должны быть объектом повышенного внимания хозяев. От этого зависит их комфорт и безопасность.

ОбсудитьПредыдущая

СтроительствоПочему каркасный дом нельзя обшивать ОСП – мы нашли материал дешевле и надёжнееСледующаяСтроительствоРеальная цена установки коробки с кровлей – показываю расчёты

ВЫВОДЫ:

  • Крепление стропильных балок к мауэрлату – одно из наиболее важных соединений, от прочности которого зависит долговечность кровельной конструкции.
  • Для создания надежного крепления необходимо соблюдать определенные правила.
  • Конек стропильной пары создается тремя способами: соединением встык, закреплением стропильных брусов на коньковый прогон и соединением внахлест.
  • Способ, посредством которого осуществляется фиксация нижних стропильных концов, определяется типом постройки.
  • Крепление стропил к мауэрлату – самый популярный способ фиксации их нижнего участка.
  • Для крепления к балкам применяют два основных способа.
  • При креплении стропил к мауэрлату используются различные виды крепежных элементов и врубок (врезок).
  • Тип сопряжения выбирается в зависимости от конструкции кровли: в некоторых случаях оптимальным является использование жесткого сочленения, в других случаях более подходит скользящее.

Видео инструкция, как выполнить крепление стропил к мауэрлату.

Сращивание и усиление

Как нарастить деревянную балку перекрытия, если приобретенный вами брус имеет длину меньше необходимого пролета?

Первое и основное: при любом способе сращивания полученная балка будет иметь намного меньшую прочность, чем цельнодеревянная. Идеальным решением будет строительство дополнительной несущей стены с уменьшением пролета. Как вариант — под места сращивания устанавливаются подпорные колонны.

Сращивание и усиление

Подпорная колонна в середине пролета резко уменьшает нагрузку на изгиб.

Как удлинить деревянную балку перекрытия, если нагрузка на нее незначительна (например, наверху находится неэксплуатируемый чердак)?

Наиболее надежный способ — соединение двух брусьев без уменьшения толщины каждого из них. Элементы просто соединяются стальными шпильками с широкими шайбами внахлест; дополнительно усилить соединение можно, проклеив его казеиновым, альбуминовым клеем или обычным ПВА.

Важно: места сращивания при о тсутствии подпорных стен или колонн располагаются вразбежку, со смещением от балки к балке. В этом случае несущая способность перекрытия будет максимальной.

Сращивание и усиление

Еще одно неплохое решение — сооружение сборных балок из трех широких досок небольшой толщины (25 — 50 мм). И в этом случае соединения досок встык внутри каждой балки и между смежными балками располагаются вразбежку; доски проклеиваются по длине и дополнительно стягиваются шпильками.

Читайте также:  Как заменить крышу деревянного дома своими руками

Сборные балки из трех тонких досок.

Как усилить деревянные балки перекрытия при возросших требованиях к их несущей способности (например, при превращении холодного чердака в мансарду)?

Способов не так уж много:

Сращивание и усиление
  1. Возведение подпорных колонн или стен с уменьшением пролета;
  2. Подшивка к каждой балке дополнительной доски или бруса по всей длине, от стены до стены.

В последнем случае полезно знать одну тонкость:

  • Подшивка бруса того же сечения сбоку увеличивает несущую способность балки вдвое.
  • Увеличение высоты балки в 2 раза (подшивка такого же бруса снизу или сверху) увеличит несущую способность уже вчетверо.

Наращенные по высоте балки дают максимальное увеличение несущей способности.

Сращивание и усиление

Так как укрепить деревянные балки перекрытия путем подшивки к ним дополнительной доски или бруса?

  1. Ставим в середине пролета под каждую вторую балку временные подпорки из бруса, убирая прогиб перекрытия.
  2. Свободные от колонн балки усиливаем накладками из бруса или доски. Расположение и толщина накладки выбирается с учетом расчетных нагрузок и высоты помещения; способ крепления — клеевой шов с дополнительной фиксацией шпильками с широкими шайбами или оцинкованными накладками.
  3. Переставляем подпорные колонны и повторяем операцию с оставшимися балками.

Особенности систем стропил

Но вначале, буквально несколько слов об особенностях стропильных систем – они ведь тоже бывают разные, и от этого напрямую зависит: как крепить стропила к балкам. Проектируя конструкцию, обычно выбирают самый подходящий в конкретном случае вариант. Имеются стропила:

Первого типа сегменты берутся для возведения легких кровель довольно больших площадью. Опорой им будут стены здания. Система со вторым типом стропил – посложнее, в ней стропильные ноги опираются на добавочные точки.

  • При сооружении стропил вся конструкция может базироваться на мауэрлате. Такой способ наиболее популярен и эффективен при сооружении крыши кирпичных и блочных жилищ.
  • Если же вверху стен идет, к примеру, монолит – бетонная балка, или же стены здания выполняются из брусьев (бревна), крыша обычно опирается не в мауэрлат, а в горизонтальные балки перекрытия, что перекрывают коробку строения поперек.
  • Кровельные конструкции с опорой в балки – простейшая вариация возведения мансардной, более легкой крыши. В проекте главное правильным образом рассчитывать толщину и балок перекрытия, и ног стропил, учитывая возможные нагрузки на всю конструкцию кровли. А при осуществлении монтажа нужно правильным образом выполнять опору стропил в балки перекрытий. Крыши с опорами системы стропил на перекрывающие балки (без участия мауэрлата) могут монтироваться при том условии, что стенки постройки будут в состоянии выдержать довольно масштабные нагрузки в точках приложения.

Стоит дополнительно отметить, что правильный выбор варианта монтажа стропил, а также максимальное соблюдение технологий зодчества будет оптимально гарантировать отсутствие риска повреждения для всех узлов креплений стропил к балкам в частности, кровли в целом.

Как изготовить крепление с балками перекрытия

Крепление стропил к балкам перекрытия, которые выступают на 40 сантиметров от стен, может быть выполнено вырубкой методом двойного зуба. Это сделать достаточно просто: на конце каждой стропильной ноги вырубите подобие ступеньки. Такой же замок нужно вырубить на балке. Место соединения этих элементов затяните при помощи болта и хомута.

Существует еще один способ монтажа стыка стропил и балок перекрытия – использование накладок из досок. Они закрепляются при помощи саморезов или гвоздей со специальными надсечками. Распределение нагрузки от стропил между мауэрлатом и балками перекрытия позволяет сделать крышу более прочной.