Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба?

Крепление стропил к балкам перекрытия осуществляется при возведении мансардных крыш с незначительным весом. Узлы крепления получаются максимально надежными, если правильно выбрать вариант монтажа и следовать технологии.

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

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

(Пока оценок нет)

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

  • плохое состояние балочной конструкции. Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;
  • снижение несущей способности. Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;
  • необходимость увеличения несущей способности балки. Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.
Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия (ремонт, реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Читайте также:  Потолочные перекрытия: разновидности конструкций, нормы и требования

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

Свойства и разновидности деревянных балок

В первую очередь стоит понять, что такое перекрытия и для чего они нужны. Под перекрытиями обычно имеют в виду конструкции, которые используют для таких частей здания как:

  • Жилые и мансардные этажи;
  • Цокольные этажи и подвалы;
  • Чердаки.

Верхняя часть перекрытия это своего рода основа для установки пола, а нижняя для установки потолка. Если говорить именно о деревянных балках, то они могут быть использованы только при строительстве домов из бруса. Ни одна конструкция из дерева не сможет выдержать вес железобетонных плит

Как и у любого другого материала у дерева есть свои плюсы минусы. Начать обзор стоит с балок сделанных из непрерывного массива. Его используют в межэтажных перекрытиях. Для этого подходят только цельные изделия с длиной пролета не больше чем шесть метров. Это помогает достичь более высокой прочности.

Свойства и разновидности деревянных балок

Разные сечения балок

Если применяются клееные балочные перекрытия, то при их использовании можно перекрывать огромные пролеты. Это все благодаря технологии, с которой они были изготовлены. Для этой разновидности материала свойственна повышенная прочность. Их обычно используют в случаях, когда на все перекрытие будет приходиться большая нагрузка. У таких балок есть следующий перечень положительных свойств:

  • Они более прочные;
  • С их помощью можно перекрывать большие пролеты;
  • Их достаточно просто устанавливать;
  • Они мало весят;
  • Больший срок использования.

Клееные балки могут достигать двадцати метров в длину. Их не требуется дополнительно зашивать, поскольку сами по себе они достаточно гладкие.

Как надёжно срастить деревянные балки по высоте? Составная балка по методу

Добрый день, друзья!

В продолжение серии статей о балках перекрытия, данный материал посвящен правильному сращиванию балок по высоте. Механические нагрузки и возникающие напряжения в древесине заставляют людей на протяжении многих десятилетий изобретать различные решения для увеличения несущей способности конструкции при оптимальном её сечении. Одним из таких решений и является метод

Что такое правильное сращивание?

Правильное сращивание подразумевает сращивание балок таким образом, чтобы включить их в совместную работу и заставить конструкцию работать единым механизмом, обеспечивая минимальное смещение балок друг относительно друга, например:

Картинка иллюстрирует, как происходит смещение балок при нагрузке на всю конструкцию. Горизонтальная шкала даёт понимание, в каких местах происходит смещение. В данном случае, мы наблюдаем проскальзывание балок между собой и представленная составная балка не работает как единая конструкция.

Хочу отметить, что две рядом стоящие балки удваивают несущую способность, но располагая их по высоте одна над другой, несущая способность повышается в 4 раза, и, зная это — в 1932 г. разработал и предложил эффективный способ сращивания двух и трёх балок в единую составную балочную конструкцию.

Итак, балка Деревягина — составная балка на податливых связях, которая состоит из двух или из трех отдельных балок, скрепленных между собой пластинчатыми нагелями. Нагели устанавливаются в пропилы глубиной 1/6 от высоты отдельно используемой балки.

В качестве пластин, применяется древесина твердых пород, подобно березе или дубу с влажностью не более 15%. Они устанавливаются начиная от края и заканчивая границей центрального участка, который ограничивается длиной 0,2 от длины балки (), поскольку на данном участке сдвиг незначителен.

Читайте также:  Заделка отверстий в металле без сварки

Нижняя балка, находящаяся в зоне растяжения, — всегда по качеству подбирается лучше, чем балка сжатой зоны. Как правило, это 1-й или 2-й сорта, для сжатой же зоны — 2-й или 3-й сорта.

Как вы можете видеть, в правой части рисунка выше, вдоль верхней части балки имеется пропил. Он выполняется для того, чтобы убрать возникающие напряжения в пиломатериале при усыхании и избежать появление трещин по бокам.

Существуют составные балки различных видов, в том числе на шпонках или на клиньях:

Но, вариант превосходит все эти виды, поскольку в нем вообще отсутствуют стяжные болты. Метод Деревягина применим даже для окантованных бревен с естественным сбегом. Балка легко выдерживает знакопеременные и динамические нагрузки.

Пролет, который перекрывает подобная составная балка ограничивается стандартной длиной пиломатериала и сращивание по длине категорически недопустимо.

Производство балки доступно на стройплощадке и не требует дорогого , подрядной организации достаточно иметь ручной цепно-долбежный станок (фрезер).

Если сращиваемый брус имеет ширину больше, чем глубина работы цепно-долбежного инструмента, выполняются «глухие» гнёзда и пластинчатые нагели фиксируются с двух сторон балки в шахматном порядке.

В индивидуальном строительстве — часто заменяют пластинки на круглые шпонки, так как круглое отверстие всегда сделать проще. В качестве материала для шпонки можно использовать качественный березовый черенок от лопаты. Шпонки вклеиваются в оба бруса и на выходе получается надежная и недорогая конструкция, обеспечивающая великолепную несущую способность!

Буду рад, если статья Вам станет полезна! Удачи в строительстве!

Источник

Требования к перекрытиям из деревянных балок

При установке балок из дерева необходимо обязательно выполнить ряд требований. Нарушение или невыполнение этих требований может привести к негативным последствиям. Требования определяют, что:

  • запрещается использовать для изготовления балок лиственные породы деревьев. Изготовление должно проводиться только из хвойных пород. Такая древесина имеет значительный запас прочности;
  • древесина, из которой предстоит изготовление балок, должна иметь влажность не больше 14 процентов. В случае превышения указанной величины, балочный пролет может иметь значительный прогиб;
  • древесина должна быть очищена от коры, обработана огнестойкой жидкостью, раствором против вредителей и грибковых заболеваний. Запрещено использовать древесный материал, который имеет заболевания или дефекты;
  • перед изготовлением балок необходимо предусмотреть строительный подъем. В процессе эксплуатации он выровняется, пол и потолок останутся ровными;
  • выравнивание балок необходимо проводить путем установки под их концы пропитанных в смоле обрезков пиломатериалов. Подрубывать окончания конструкций не рекомендуется;
  • кроме прямоугольных балок с рассчитанным сечением, можно применять цельное бревно. Оно должно быть обтесано и иметь определенный диаметр. Это намного дешевле, чем использование пиломатериалов. Но, такие бревна перед монтажом должны храниться в сухом месте не меньше года.

Подбор сечения бруса

Крепление деревянных балок к стенам сруба.

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

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

Определив длину балок и зная расчетную нагрузку, можно рассчитать шаг балок деревянного перекрытия и их сечение (в случае применения бревен – диаметр). Эти величины связаны между собой. Для этого пользуются следующими правилами.

К примеру, для расчетной нагрузки 400 кг/м², соответствующей межэтажным перекрытиям, соотношение между шагом, шириной пролета и сечением следующее:

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 2,0 м сечение должно быть не менее 75×100 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 75×200 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 150×225 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 100×150 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 175×250 мм.
Читайте также:  Опирание плиты перекрытия на несущие стены

Крепежные детали для стропил

Для сборки стропильной конструкции используют деревянные элементы и металлические изделия. К деревянным крепежам относятся: бруски; треугольники; нагели и т.д.

Металлические крепежные детали – это гвозди, болты, стальные уголки, шурупы, шпильки, хомуты, скобы, специальные устройства для стропил, называемые салазками или ползунками и многое другое. Крепления для балок WB используют при монтаже несущих балок для деревянных конструкций при постройке домов из дерева. Его преимущество заключается в том, что не требуется врезка в балку, а крепление выполняется при помощи гвоздей, шурупов или анкерных болтов. Способы крепления стропил к мауэрлату Наиболее распространенным способом крепления стропил в нижней части считается их соединение с мауэрлатом (читайте: «Крепление мауэрлата — способы»). Несмотря на его популярность, выполнить качественно такую работу получится не у каждого строителя, а это не может не отразиться на прочности и надежности крыши. До того, как крепить стропила к балкам мауэрлата внизу стропильной ноги делается специальный вырез. Устанавливать без этого стропила нельзя, поскольку при малейшей нагрузке плоская грань бруса соскользнет с поверхности балки. Что касается выемки в мауэрлате, то делать ее или нет, зависит от материала его изготовления.

Технические требования

Для балки очень важен такой показатель, как максимальная длина без опор. Простейший способ определить его – воспользоваться онлайн-калькулятором. Во внимание принимаются:

  • размеры пролетов;
  • способы закрепления конструкций;
  • величина нагрузки согласно проекту.

Важно знать, что для определения шага и сечения балок используются специальные таблицы. При подборе несущих участков учитывается их толщина: в деревянном доме она составляет от 0,1 до 0,2 м. Определяя длину балок, кроме расстояния, разделяющего стены, добавляются 0,2-0,25 м на двустороннее опирание. Простая деревянная балка в длину может составлять до 6 м. При изготовлении из клееного дерева этот показатель вырастает до 9 м.

Подбор перекрытий для каркасного дома куда сложнее, чем для деревянного жилища. Дело в том, что ошибки могут оказаться намного серьезнее. Строители, не имеющие опыта или работающие непрофессионально, могут совершить немало промахов. Необходимую информацию можно почерпнуть из СП 31-105-2002. Независимо от массы давящей нагрузки, категорически нельзя использовать сырую древесину, так как иначе можно столкнуться с трещинами. Дерево придется обязательно обеззараживать и обрабатывать смесями, препятствующими возгоранию.

Балки должны крепиться на верхние обвязки несущих стен или на прогоны. Нельзя уменьшать сечение элементов, запиливая вырез, чтобы стыковать изделия с обрезкой. Стальные опоры балок должны по высоте совпадать с самими балками. И металлические, и бетонные балки:

  • не должны иметь ржавых и жирных пятен;
  • соответствуют требованиям ГОСТ по отклонениям от плоскостности, прямолинейности;
  • соответствуют эталонам отделки;
  • содержат материал с определенной прочностью на сжатие.

Когда используется стропильная система с опорой на балки перекрытия?

Если опорой висячих стропил служат балки перекрытия, уложенные непосредственно на стену, то такая система создает серьезные точечные нагрузки на строительные конструкции. Обычно такой подход практикуется при строительстве деревянных домов, так как горизонтально расположенные бревна или брус, из которых выполнены стены, способствуют равномерному распределению нагрузок.

Для кирпичных стен нераспределенное давление является разрушительным – в местах расположения балок перекрытия край стены начинает крошиться. Чтобы рассредоточить давление, на гребень стены следует уложить мауэрлат, выполненный из толстого бруса (рекомендуется сечение 150×150 мм). Если выбран вариант кровли, где предусматривается крепление стропил к балкам перекрытия, то балки укладываются поверх мауэрлата и надежно крепятся к нему . В этом случае под тяжестью кровли стены не разрушаются, так как мауэрлат выполняет функцию разгрузочного элемента стен. Чтобы максимально обезопасить кирпичные или блочные стены от разрушения под высокими нагрузками, в их верхней части предварительно выполняется бетонный армированный пояс.