Дерев'яні балки перекриття великої довжини. Влаштування міжповерхових перекриттів по дерев'яних балках у будинку. Влаштування перекриттів з дерева
У цій статті обговоримо, як виконати розрахунок перекриття по дерев'яних балках. Кріплення лаг (дерев'яних балок) у цій статті ми не розглядатимемо, а зробимо акцент на розрахунку.
Давайте розглянемо види конструкції перекриття по лагах (дерев'яних балках).
Перекриття над цоколем
Перекриття цоколя дерев'яними балками виконується так
Т.к. в даному випадку немає можливості вести роботи під підлогою, то щоб укласти чорнову підлогу до лаг з боків прибивається черепний брусок перетином 40х40 або 50х50 мм.
На чорновій підлозі укладається гідроізоляційна паропроникна мембрана. мембрана повинна бути паропроникна (не можна укладати пароізоляцію з 2-х сторін від утеплювача), інакше волога всередині підлоги не зможе вивітрюватися.
Далі укладається утеплювач. Як утеплювач використовується скловата або мінеральна вата з базальтового волокна. Товщина утеплювача підбирається за теплотехнічним розрахунком залежно від регіону будівництва. При цьому вона не повинна бути трохи меншою за висоту лаг, щоб пароізоляція мала невеликий провис. Тому якщо потрібно укласти утеплювач товщиною 150 мм, то лага повинна мати висоту не менше 200 мм.
Поверх утеплювача укладається пароізоляційна батіг.
Далі слідує покриття підлоги. Покриттям підлоги можуть бути дошки, покладені на лаги; або ковролін/лінолеум, покладений на листи OSB. У разі укладання плитки рекомендується для твердості укласти ще шар плити ЦПС.
Перекриття між поверхами
Один з варіантів перекриття по дерев'яних балках між поверхами виконується нижче:
Межетажне перекриття відбувається з 2-х сторін. Знизу безпосередньо на лаги або через дерев'яні обрешітки закріплюється гіпсокартонний лист, який згодом фарбується. Обрешітка має крок 400 мм і виконується з бруска перетином 40х40 або 50х50 мм.
Між решетуванням та балками перекриття закріплюється пароізоляційна плівка.
Крок та перетин дерев'яних балок підбирається за розрахунком.
Між балками укладається мінеральна вата з базальту або скловата, але служить вона не як теплоізоляція, а як звукоізоляція. Товщина при цьому має бути хоча б 100 мм.
Поверх балок перекриття кріпиться OSB лист, товщина якого підбирається виходячи з кроку балок. Щоб виключити скрип перекриття при невеликих деформаціях між плитою OSB і балкою перекриття, укладається гумово-пробкова підкладка.
Вище йде конструкція підлоги.
Перекриття між поверхами (звукоізолююче)
Щоб покращити звукоізолюючі здібності перекриття застосовують наступну конструкцію перекриття:
У цьому типі перекриття підлога верхнього поверху спирається на свою балку, а стеля нижнього поверху підвішується на свою. Таким чином, вдається дуже добре скоротити шум.
Підбір дощатого настилу або плитиOSB для підлоги
Товщина дошки підлоги вибирається виходячи з кроку лаг по таблиці:
Товщина плити OSB вибирається виходячи з кроку лаг за такою таблицею:
Розрахунок дерев'яних балок
Розрахунок конструкції балок починаємо зі збирання навантажень. Візьмемо, наприклад, конструкцію міжповерхового перекриття. На перекриття діють два типи навантажень: постійні навантаження від ваги самої конструкції і корисне тимчасове тривале навантаження (вага людей, меблів і т.д.).
Також навантаження бувають нормативними та розрахунковими. Розрахункові навантаження враховуються при розрахунку на перший граничний стан (міцність). Нормативні навантаження враховуються при розрахунку на другий граничний стан (деформації). Переведення навантажень з нормативних до розрахункових здійснюється множенням їх на коефіцієнт надійності по навантаженню. Далі ми розглянемо ці навантаження.
Розрахунок здійснюється шляхом підбору, тобто. ми вже перед початком розрахунку призначаємо перетин балки та його крок, а потім перевіряємо його несучу здатність.
Я б рекомендував брати крок балок рівним таким чином, щоб між балками чітко влазив утеплювач без підрізування – це дасть економію на мінеральній ваті. буде менше відходів на підрізування та монтувати балки буде зручніше. Мінеральна вата має ширину 500 чи 600 мм. Наприклад, візьмемо мінеральну вату завтовшки 500 мм, а товщину дошки приймемо 50 мм, тобто. крок між балками буде 500+50=550 мм.
Розрахункова схема балок прийнята як однопрольотна тобто. балки спираються на стіни двома кінцями, причому проміжні опори відсутні.
Розрахунок постійних навантажень
До постійних навантажень відноситься вага перекриття. Збираємо вагу всіх складових перекриття, а далі об'єднаємо в таблиці. Навантаження обчислюємо на 1 м.п. балки перетином 50х250 із кроком 550 мм при прольоті 5 м.
- Вага балки. Щоб обчислити вагу балки, попередньо призначаємо його перетин. Наприклад, переріз балки приймаємо 50х250. Об'єм деревини на 1 м.п. балки буде V = 1 * 0.25 * 0.05 = 0.0125 м 3 . Щільність дерева відрізняється для різних порід та вологості. Для розрахунку приймемо дошку із сосни, щільність для неї при вологості 20% дорівнює 520 кг/м 3 . Таким чином, вага дошки дорівнює q=0.0125*520=6.5кг/м.п.
- Вага решетування. крок обрешітки 400 мм, перетин 50х50 мм. Обрешітка дає точкове навантаження, але з рівним кроком, тому її можна прийняти як рівномірно-розподілену. Обрешітка розташована поперечно балці і вага, що передається на балку залежить від кроку самих балок. При кроці розташування балок 550 мм об'єм дерева решітки дорівнює V = 0.55 * 0.05 * 0.05 = 0.001375 м 3 . Вага однієї рейки обрешітки F = 0.001375 * 520 = 0.715 кг. Крок обрешітки дорівнює 0,4 м, тому рівномірно-розподілене навантаження від ваги решітки дорівнює q=0.715/0.4=1.7875кг/м.п.
- Вагу пароізоляції не враховуємо.
- Вага листа гіпсокартону товщиною 9,5 мм – 9,5 кг/м2. При етапі балок 550 мм навантаження на балку від ваги гіпсокартону: q=9.5*0.55=5.225кг/м.п.
- Вага мінеральної вати. Для розрахунку приймемо товщину мінеральної вати 150 мм. Щільність мінеральної вати 50 кг/м3. Вага мінеральної вати при кроці балок 550 мм і шириною балки 50 мм дорівнюватиме: q=50*0.15*(0.55-0.05)=3.75кг/м.п.
- Вага листа OSB на підлозі. Для розрахунку ваги OSB визначаємо його товщину – для кроку між балками 550 мм, це буде лист товщиною 18 мм. Вага 1 м2 за даними виробника 11.7 кг/м2. При кроці між балками 550 мм навантаження від ваги OSB дорівнюватиме q=11.7*0.55=6.435кг/м.п.
- Вага покриття для підлоги. На дерев'яні балки можна укласти різне покриття, навіть керамічну плитку, але пиріг відрізнятиметься, навантаження будуть різні і це потрібно врахувати на стадії розрахунку балок. Найлегше буде покриття з ковроліну або ламінату. Найважче буде керамічна плитка. Відповідно, ви можете змінювати крок або переріз балок в залежності від ваги покриття.
Для ковроліну немає необхідності щось додатково влаштовувати, тому вага покриття підлоги дорівнюватиме вазі ковроліну 0,6-1,2 кг/м 2 .
Перед укладанням ламінату потрібно додатково укласти плиту ЦПС або OSB завтовшки 12 мм, вага з урахуванням ламінату буде 16.2+7=23.2 кг/м 2 .
Для укладання плитки потрібно укласти шар гідроізоляції, зробити армовану стяжку завтовшки не менше 5 см і укласти на стяжку плитку. Загальна вага пирога буде близько 140-150 кг/м2.
Як бачимо розкид занадто великий, щоб прийняти якийсь із варіантів за основний. Наприклад зробимо розрахунок при укладанні підлоги ламінатом. При кроці балок 600 мм навантаження на балку q=23,2*0,55=12.76 кг/м.п.
Розрахунок корисного навантаження
Корисне навантаження приймається виходячи із призначення приміщення за таблицею 8.3 СП 20.13330.2016:
Таблиця 8.3 СП 20.13330.2016
| N п.п. | Приміщення будівель та споруд | Нормативні значення рівномірно розподілених навантажень P, кПа, не менше |
| 1 | Квартири житлових будинків; спальні приміщення дитячих дошкільних закладів та шкіл-інтернатів; житлові приміщення будинків відпочинку та пансіонатів, гуртожитків та готелів; палати лікарень та санаторіїв; тераси | 1,5 |
| 2 | Службові приміщення адміністративного, інженерно-технічного, наукового персоналу організацій та установ; офіси, класні приміщення закладів освіти; побутові приміщення (гардеробні, душові, умивальні, вбиральні) промислових підприємств та громадських будівель та споруд | 2,0 |
| 3 | Кабінети та лабораторії закладів охорони здоров'я, лабораторії закладів освіти, науки; приміщення електронно-обчислювальних машин; кухні громадських будівель; приміщення установ побутового обслуговування населення (перукарні, ательє тощо); технічні поверхи житлових та громадських будівель висотою менше 75 м; підвальні приміщення | 2,0 |
| 4 | Зали: | |
| а) читальні | 2,0 | |
| б) обідні (у кафе, ресторанах, їдальнях тощо) | 3,0 | |
| в) зборів та нарад, очікування, зорові та концертні, спортивні, фітнес-центри, більярдні | 4,0 | |
| г) торгові, виставкові та експозиційні | 4,0 | |
| 5 | (Виключений, Зм. N 1). | |
| 6 | Сцени видовищних підприємств | 5,0 |
| 7 | Трибуни: | |
| а) із закріпленими сидіннями | 4,0 | |
| б) для глядачів, що стоять | 5,0 | |
| 8 | Горищні приміщення | 0,7 |
| 9 | Покриття на ділянках: | |
| а) з можливим скупченням людей (що виходять із виробничих приміщень, залів, аудиторій тощо) | 4,0 | |
| б) використовуваних для відпочинку | 1,5 | |
| в) інших | 0,7 | |
| 10 | Балкони (лоджії) з урахуванням навантаження: | |
| а) смугової рівномірної на ділянці шириною 0,8 м уздовж огородження балкона (лоджії) | 4,0 | |
| б) суцільною рівномірною на площі балкона (лоджії), вплив якої не сприятливіший, ніж визначається по 10, а | 2,0 | |
| 11 | Ділянки обслуговування та ремонту обладнання у виробничих приміщеннях | 1,5 |
| 12 | Вестибюлі, фойє, коридори, сходи (з проходами, що належать до них), що примикають до приміщень, зазначених у позиціях: | |
| а) 1, 2 та 3 | 3,0 | |
| б) 4, 5, 6 та 11 | 4,0 | |
| о 7 | 5,0 | |
| 13 | Перони вокзалів | 4,0 |
| 14 | Приміщення для худоби: | |
| а) дрібного | 2,0 | |
| б) великого | 5,0 | |
| Примітки 1 Навантаження, зазначені у поз.8, слід враховувати на площі, не зайнятій обладнанням та матеріалами. 2 Навантаження, зазначені в поз.9, не слід враховувати одночасно зі сніговим навантаженням. 3 Навантаження, зазначені в поз.10, слід враховувати при розрахунку несучих конструкцій балконів (лоджій) та ділянок стін у місцях защемлення цих конструкцій. При розрахунку нижчих ділянок стін, фундаментів та основ навантаження на балкони (лоджії) слід приймати рівними навантаженням прилеглих основних приміщень будівель та знижувати їх з урахуванням 8.2.4 та 8.2.5. 4 Нормативні значення навантажень для будівель та приміщень, зазначених у позиціях 3, 4, г, 6, 11 та 14, слід приймати за завданням на проектування на підставі технологічних рішень. |
||
При етапі балок 600 мм навантаження на балку від корисного навантаження буде 150*0,55=82,5 кг/м.п.
Збір навантажень:
Вище ми розрахували нормативні навантаження. Щоб перевести навантаження в розрахункові, їх необхідно помножити на коефіцієнт надійності за навантаженням згідно СП 20.13330.2016. Для дерев'яних конструкцій коефіцієнт надійності по навантаженню дорівнює γ=1.1, для ізоляційних та оздоблювальних матеріалів, у тому числі мінеральної вати та плит γ=1.3 (Таблиця 7.1 СП 20.13330.2016), для рівномірно-розподіленої (корисної) коефіцієнт надійності =1.3 (п.8.2.2 СП 20.13330.2016). Збір навантажень відобразимо в таблиці:
Розрахунок на перший граничний стан (на вигин)
Розрахунок на 1-й граничний стан (розрахунок на міцність конструкції), при забезпеченні від втрати стійкості, проводитися за розрахунковими навантаженнями згідно з формулами 23 та 24 СП 64.13330.2017 Дерев'яні конструкції. Стійкість балок забезпечується закріпленням зверху OSB плити (обов'язково необхідно закріпити зверху лист OSB, який закріпить балки від поперечного зміщення). Якщо закріплення балок не проводитися, то балку перевіряють за формулою 30 СП 64.13330.2017.
Перевірка елементів, що згинаються (балок) проводиться за формулою 23 СП 64.13330.2017:
де M – максимальний згинальний момент, що діє на балку
Wрасч – розрахунковий момент опору поперечного перерізу
W розрахунок – розрахунковий момент опору поперечного перерізу
R і - розрахунковий опір вигину
Розрахунок максимального згинального моменту:
Для однопрольотної балки при рівномірно-розподіленому навантаженні епюру згинального моменту буде така:
Максимальний згинальний момент дорівнює:
M max =ql 2 / 8 = 153 * 5 2 / 8 = 478 кг * м
Розрахунковий момент опору поперечного перерізу для прямокутного перерізу обчислюється за такою формулою:
W=b*h 2 /6=0.05*0.25 2 /6=0.0005208 м 3
де b = 0,05 м - ширина балки, h = 0,25 м - висота балки в метрах.
Розрахунковий опір вигину деревини визначається за формулою 1 СП 64.13330.2017. Докладніше як визначити розрахунковий опір для дерев'яних конструкцій читайте. У нашому випадку R =10,017 МПа
Перевіряємо балку за формулою 23 СП 64.13330.2017:
M=478 кг*м=4.78 кН*м
W=b*h 2 /6=0.05*0.25 2 /6=0.0005208 м 3
M/W=4.78/0.0005208=9179 кПа=9,2 МПа, що менше максимально допустимої 10,017 Мпа
Таким чином, переріз балки задовольняє умовам міцності по вигину.
Розрахунок на перший граничний стан (на сколювання)
Перевірка згинальних елементів на сколювання виконується за формулою 24 СП 64.13330.2017:
де Q – розрахункова поперечна сила, визначається по епюрі напруги балки (див. нижче);
S' бр - статичний момент брутто зсувної частини поперечного перерізу елемента щодо нейтральної осі, який дорівнює добутку площі зсувається частини на відстань від центру тяжкості частини, що зсувається до нейтральної осі;
I бр - момент інерції брутто поперечного перерізу елемента щодо нейтральної осі;
b рас — розрахункова ширина перерізу елемента (для прикладу b рас =0,05м);
R CK — розрахунковий опір сколюванню при вигині, який визначається за формулою 1 СП 64.13330.2017 (див. статтю Визначення розрахункового опору). У разі R CK =1.28МПа
Для однопрольотної балки при рівномірно-розподіленому навантаженні епюру поперечної сили наведено вище. Максимальна поперечна сила дорівнює:
Q=ql/2=153*5/2=382.5 кг
де q - Розрахункова рівномірно-розподілена навантаження на балку (див. збір навантажень);
l – довжина прольоту балки (у прикладі l=5м).
Для прямокутного перерізу статичний момент брутто зсувної частини поперечного перерізу елемента щодо нейтральної осі дорівнює:
S' бр =bh²/8=0.05*0.25²/8=0.00039 м 3
Момент інерції брутто поперечного перерізу елемента щодо нейтральної осі для прямокутного перерізу дорівнює:
I бр=bh 3 / 12 = 0.05 * 0.253 / 12 = 0.0000651 м 4
Розрахунок на 2-й граничний стан (за деформаціями)
Максимально-допустимий прогин для балки згідно з рядком 2. Таблиці Д.1 СП 64.20.13330.2016.
Максимальний вертикальний прогин для балок завдовжки:
У нашому випадку при l=5 м максимальний прогин дорівнює f=l/200=5000/200=25 мм
Прогин для шарнірно-опертої балки з навантаженням рівномірно-розподіленим навантаженням максимальний вертикальний прогин обчислюється за формулою:
l - Довжина прольоту;
E – модуль пружності деревини, що дорівнює 10ГПа (для сосни 1-го сорту);
I x – момент інерції поперечного перерізу, для прямокутного перерізу дорівнює:
I X=bh 3 / 12 = 0.05 * 0.253 / 12 = 0.0000651 м 4
У нашому прикладі розрахунок буде наступним:
У дерев'яних перекриттів є ефект «батута» тобто. підлога ніби пружинить, але деформації все одно знаходяться в межах норми. Однак якщо ви хочете знизити деформації, то зробити це можна, підвищивши момент опору поперечного перерізу I x . Найбільший внесок у нього робить висота перерізу, тому при підборі балок необхідно перш за все намагатися вибрати балку найбільшої висоти.
Підбір балок легше виконати в
Для зручності підбору балки зробив таблицю підбору балок перекриття із сосни 1-го сорту, при влаштуванні покриття підлоги з ламінату:
| Крок балок, мм | Перетин балки в мм при прольоті: | |||
| 3 м | 4 м | 5 м | 6 м | |
| 300 | 25х150 | 50х150 | 40х200 | 50х250 |
| 400 | 40х150 | 40х200 | 50х250 | 50х250 |
| 500 | 50х150 | 50х200 | 50х250 | 75х250 |
| 550 | 50х150 | 50х200 | 50х250 | — |
| 600 | 50х150 | 50х200 | 60х250 | 75х250 |
| 700 | 40х200 | 50х250 | 60х250 | 100х250 |
| 800 | 40х200 | 50х250 | 75х250 | 100х250 |
Щоб перекрити проліт понад 6 метрів, потрібно скористатися спеціальними балками, що випускаються заводами, наприклад двотавровими дерев'яними балками, які мають велику висоту перерізу.
Posted in TaggedТрадиційно як балки перекриття використовуються дошки, бруси та металопрокат. Ці матеріали, крім переваг, мають і суттєві недоліки: велика вага і дорожнечу, складність монтажу. В Америці з середини п'ятдесятих років для створення міжповерхових та горищних перекриттів застосовуються дерев'яні двотаврові балки, а з недавніх пір і в нашій країні така технологія починає мати успіх. Що є двотавровими балками, які у них реальні фізичні та експлуатаційні характеристики?
На відміну від традиційних дерев'яних балок, двотаврові складаються з декількох елементів, що дає певні переваги.
Ціни на двотаврові балки
Двотаврові балки
За рахунок того, що полиці рознесені далеко одна від одної, двотавр має дуже великий момент інерції. Якщо використовувати під балки традиційні квадратні бруси та двотаври з однаковим перетином, то останній тримає у сім разів більші зусилля на вигин, а деформація у нього в тридцять разів менша. Висновок - застосування під час складання навантажених елементів будинків замість брусів двотаврів дозволяє щонайменше в сім разів зменшувати витрату дорогих пиломатеріалів, будинки коштують значно дешевше і при цьому за міцністю набагато перевершують традиційні.
До основних переваг можна віднести такі характеристики.
- Міцність на вигин уздовж осі.Ми спеціально звернули увагу на напрямок згинального зусилля, показники міцності двотаврової балки дуже неоднакові. Максимальне зусилля двотаври витримують лише за певному напрямку згинального моменту, це треба пам'ятати і враховувати при монтажі. Як тільки порушиться положення елемента або зміниться напрямок зусилля, конструкція різко втрачає початкову міцність. При правильному положенні верхня полиця двотаврової балки має працювати на стиск, а нижня на розтяг. Стінка тримає лише незначні змінні напруги.
- Стабільність геометричних розмірів.Дерев'яний двотавр виготовляється з рейок та плити ОСП, ці матеріали з'єднані таким способом, що зміна розмірів внаслідок коливання вологості неможлива. Плити ОСП-3 вологостійкі та не реагують на повішення вологи. Це дозволяє їм компенсувати незначні коливання параметрів рейок із натурального дерева. Більш дорогі дерев'яні двотаври виготовляються із клеєної деревини, що унеможливлює навіть теоретичну ймовірність виникнення деформації. Ще одна перевага двотаврів пояснюється законами опору матеріалів. Такі перерізи в тридцять разів стійкіші за квадратні, що дає можливість конструкціям не змінювати геометрію під час експлуатації.
- Оптимальне ставлення ваги до міцності.Геометричний профіль двотаврових балок дозволяє витримувати великі навантаження на вигин при мінімальній вазі. Площа перерізу балки приблизно в сім разів менша за площу перерізу квадрата, що витримує такі ж навантаження. За рахунок цього полегшуються монтажні роботи перекриттів, зменшується кількість необхідних дорогих пиломатеріалів. Можна назвати ще один плюс - зниження навантажень на несучі стіни та фундаменти, але воно настільки незначне, що під час розрахунків ігнорується.
Використання двотаврових балок дозволяє знизити навантаження на стіни та фундамент будівлі
- Технологічність використання.Для монтажу двотаврів немає необхідності використовувати вантажопідйомні механізми та обладнання. Балки можуть перекривати прольоти довжиною шість метрів, при цьому ніяких додаткових підпорок не потрібно, а прогин не перевищує допустимих значень.
Види балок
Вітчизняна класифікація відрізняється від загальноприйнятої європейської лише назвами, лінійні та фізичні параметри майже однакові.
Таблиця. Різновиди двотаврових дерев'яних балок
| Серія балки | Короткий опис |
|---|---|
| Європейський стандарт, стійка із плити ОСП завтовшки 10 мм. Загальна висота двотавра 302 мм або 241 мм, полиці розміром 38 64 мм. | |
| Розмір полиць 64х38 мм, стійка з ОСП 3 товщиною 10 мм. За рахунок того, що ширина полиці вдвічі більша за товщину, вдається збільшити майданчик для вбивання металовиробів при фіксації різних додаткових елементів перекриття. Ці полиці можна використовувати для полегшення монтажу утеплювачів та інженерних систем: електричної проводки, кабелів тощо. | |
| Висота балки 302 мм чи 241 мм, товщина плити ОСП 10 мм. Має збільшені полиці розміром 89х38 мм, за рахунок чого зростає фактичний опір зусиллям на вигин. Двотавр виготовляється за європейськими стандартами. | |
| Полиці 38×64 мм, висота двотавра 302 мм та 241 мм. Рекомендується застосовувати для перекриття невеликих по довжині прольотів, що часто використовуються як додаткові перемички для збільшення жорсткості конструкції та зменшення розмірів незаповнених прольотів. Аналог європейської серії NJ. Відмінності – при виготовленні застосовуються не ті склади, що клеять, фізичні характеристики ОСП не повною мірою відповідають нормативним актам. | |
| По лінійних розмірах схожі на європейські балки NJH розмір полиць 64×38 мм. Висота балки може бути 241 мм, 302 мм, 356 мм та 406 мм. Висота вибирається з урахуванням вихідних даних щодо навантажень та типу утеплювальних матеріалів. | |
| Полиці 38х64 мм, висота 140. Стійка з ОСП товщиною 10 мм. Балки з невеликою висотою рекомендується застосовувати для спорудження внутрішніх міжкімнатних перегородок. | |
| Висота 241 мм, 302 мм, 256 мм, 406 мм, 457 мм, полиці 89×38 мм. Можуть застосовуватися не лише під час будівництва приватних будинків, а й великих за площею комерційних чи виробничих приміщень. | |
| Полиці 89х38 мм, висота 140 мм. Легка серія, що частіше застосовується як вертикальна стійка, може витримувати значні зусилля на стиск. |
На які параметри звертати увагу під час розрахунків
Кожна двотаврова балка перекриття може витримувати певне максимальне навантаження. Під час проектування спеціально передбачається додатковий запас міцності в межах 40–50% — це дозволяє повністю унеможливлювати виникнення аварійних ситуацій через грубі порушення технології будівництва. Які вихідні дані необхідні розрахунків?
Крок двотаврів приймається стандартним 60 см і узгоджується з розмірами мінеральної вати. Зі спеціальної таблиці архітектори для розрахунків використовують осьовий та статичний момент інерції, для визначення відстані між балками враховується радіус інерції. Прогин обчислюється виходячи з нормативного та розрахункового навантаження, довжини перекриття та розрахункового опору. При цьому дотримується обов'язкової умови, що прогин дерев'яної двотаврової балки перекриття не може перевищувати 1/250 її довжини.
Як виготовити двотавр своїми руками
Відразу попереджаємо, що для виконання таких робіт треба мати електричні деревообробні інструменти та солідний досвід тесляра. Двотаврові балки – несучі елементи підвищеної відповідальності, будь-які відхилення між розрахунковими та фактичними параметрами спричиняють дуже серйозну ситуацію – порушення стійкості. Ми розглянемо найпростіший варіант виготовлення елементів, які можна застосовувати тільки на різних господарських прибудовах.
Попередньо підготуйте робоче місце. Знадобиться довгий стіл, його розміри повинні відповідати параметрам балок, що виготовляються. Стіл робіть із підручних матеріалів, головне щоб поверхня була максимально рівною. До нього потім прибиваються спеціальні дошки для з'єднання елементів балки у єдину конструкцію.
Крок 1.Підрахуйте кількість та закупіть необхідні пиломатеріали. Для балки треба мати брус із розмірами, що відповідають серії двотавра, плиту ОСП 3, столярний клей та невеликі гвоздики або спеціальні скоби. У запитаному варіанті клей не застосовується, але досвідчені будівельники рекомендують не пропускати цей важливий виробничий етап. Це дуже негативно відбивається на показниках міцності бруса.
Крок 2Підготуйте рейки. Точно посередині слід вирізати канавку глибиною приблизно 10 мм і шириною відповідно до товщини плити. Промислове виробництво передбачає складний профіль канавки, такий самий вид надається і кромкам плити ОСП. За рахунок цього суттєво збільшується сила зчеплення полиць зі стійкою. Якщо у вас немає такого обладнання та набору фрез, то канавку можна робити прямокутною. Відповідно, кромки плити також не фрезеруються. Довжина рейок повинна відповідати розмірам прольоту, ширина та висота вибирається залежно від передбачуваних навантажень.
Практична рада. У зв'язку з тим, що кустарно виготовлені двотаври можуть мати суттєві відхилення за міцністю на вигин, збільшуйте їх розміри мінімум на 50%. Краще нехай трохи зросте витрата пиломатеріалів, аніж потім усувати складні наслідки обвалу перекриття.
Крок 3Рясно намажте канавку столярним клеєм. Можна використовувати ПВА, він практично показав непогані властивості, з нею легко працювати. Крім того, за вартістю цей матеріал не впливає на загальну ціну самостійно виготовлених двотаврів.
Крок 4.Вставте в паз підготовлений шматок плити ОСП. Він повинен входити з невеликим натягом, досягти цього можна за рахунок зменшення ширини канавки. Якщо у вас плита завтовшки 10 мм, то для вирізання паза беріть фрезу шириною трохи більше 9 мм. Справа в тому, що непрофесійні верстати неможливо точно відрегулювати, у них завжди буде биття. Як результат – дев'ятиміліметрова фреза даватиме канавку шириною 9,5–10 мм. У нашому випадку це не проблема – плита міцно триматиметься в пазу.
Забивайте плиту через невеликий відрізок дошки, інакше край почне кришитися. Уважно стежте, щоб ОСП входила по всій довжині до упору, площини повинні бути паралельними. Якщо довжина ОСП недостатня, треба використовувати два шматки плити. У місці з'єднання підбийте їх у торець до щільного стикування.
Крок 5.Посадіть на місце другу верхню рейку. Технологія нічим не відрізняється від вищеописаної.
Крок 6Переверніть двотавр набік та закріпіть його у підготовлених шаблонах на столі. Відстань між дошками має точно відповідати висоті двотавра, прибивайте їх по лінії. Якщо двотавр трохи не входить, це означає, що рейки не до кінця увійшли в плити, поправте їх положення, добийте елементи молотком.
Крок 7.Закріпіть скобами рейки та плити, відстань між кріпленнями приблизно 20-25 см.
Крок 8Переверніть двотавр зворотним боком, зафіксуйте його між дошками та знову скріпіть елементи скобами. Двотавр зібраний, тепер його треба акуратно укласти на рівний майданчик для повного висихання клею. Бажано балки зберігати під навісом.
Якщо в перекриттях планується прокладання комунікацій, у балках попередньо висвердлюють отвори відповідного діаметра. Після монтажу двотаврів зробити це буде важко, до того ж є ризик порушити конструкцію.
Ціни на OSB (орієнтовано-стружкові плити)
OSB (орієнтовано-стружкові плити)
Правила фіксації двотаврів на перекриттях
Ми вже згадували, що порушення технології виготовлення та монтажу перемичок завжди має дуже неприємні наслідки, тому не потрібно експериментувати, дотримуйтесь перевірених часом правил. Балки перекриття можуть фіксуватися кількома способами.
Уважно перевіряйте якість двотаврів, це дуже відповідальні елементи. При перевищенні навантаження простий брус спочатку прогнеться, а потім тріскається. Це дозволяє вчасно помітити та усунути проблему. Двотаврова дерев'яна балка в таких ситуаціях не прогинається, а одразу руйнується, наслідки аварії можуть бути трагічними. На що слід звертати увагу насамперед?
Ціни на різні види бруса
Висновок
Не бійтеся використовувати сучасні будівельні технології, вони дають можливість ставити довговічні та зручні будинки за значного зменшення кошторисної вартості. Двотаврові балки можна застосовувати не тільки для перекриття - їх використовують і при будівництві кроквяної системи, що несуть каркасів дерев'яних будівель різного призначення і т.д.
Відео — Двотаврові балки перекриття дерев'яні.
На жаль, вітчизняна будівельна промисловість та технології відстають від закордонних на кілька десятиліть. Те, що у розвинених країнах використовується давно, для нас вважається новинкою. Ви коротко дізналися про фізичні характеристики двотаврових балок, познайомилися з технологією їх виготовлення та використання. Тепер слід втілювати свої знання в життя, починайте з розрахунку кроквяної системи, замініть бруси двотавровими балками перекриття. Як робляться розрахунки можна прочитати у статті.
При будівництві будь-якого будинку завжди доводиться виготовляти різні види перекриттів. Це можуть бути міжповерхові або горищні конструкції, але в будь-якому випадку до їх монтажу потрібно підходити відповідально, і вибирати для цього найбільш підходящі матеріали.
Можна сказати, що ці конструкції є таким самим невід'ємним елементом будь-якого будинку, як стіни, фундамент або покрівля.
Типи перекриттів, що використовуються у приватному будівництві
Залежно від типу будівель та запланованих витрат для їх виготовлення можуть використовуватись:
- армований бетон;
- пінобетонні блоки та монолітні залізобетонні балки;
- двотаврові рейки та дерев'яний чорновий настил;
- дерев'яні лаги.
Розрахунок перерізу дерев'яних балок
При будівництві більшості будинків забудовники роблять перекриття другого поверху з бруса. Це відносно недорогий, але досить надійний матеріал, який використовується для подібних цілей вже кілька століть. Єдино необхідною умовою є правильний розрахунок перерізу таких поперечок, що встановлюються в прольоті як лаги.
Щоб точніше визначити переріз бруса для перекриття, застосовуються спеціальні формули, в яких, в тому числі, враховується опір деревини, що використовується, і її вологість. Дані параметри визначені в СНиП II-25-80, з яким будь-який забудовник чи приватний майстер має бути ознайомлений обов'язково.
Там можна знайти й необхідні формули і таблиці, з яких визначаються параметри балок для конкретних міжповерхових конструкцій.
При розрахунку дерев'яних перекриттів необхідно враховувати ширину прольоту, відстань між балками, форму їх перерізу. При розрахунку кожної поперечки, що укладається, необхідно пам'ятати, що величина її прогину під навантаженням не повинна перевищувати 1/250 довжини прольоту.
Оскільки правильно обчислити параметри лаг за формулами та таблицями технічно непідготовленій людині досить складно, для самостійного підбору балок можна скористатися спеціальними калькуляторами. У таку програму достатньо ввести кілька основних величин, і в результаті можна підібрати правильні розміри лаг, що несуть.
Розрахунок перерізу бруса
Як приклад, на одному з таких калькуляторів спробуємо розрахувати, який брус використовуватиме перекриття 5 метрів.
Для введення даних ми повинні знати:
- матеріал, з якого виготовлена поперечка (рекомендуються лише хвойні породи дерев);
- довжину прольоту;
- ширину балки;
- висоту бруса;
- тип матеріалу (колода або брус).
Для того щоб зробити правильні розрахунки, підставляємо до значень ширину прольоту рівну 5м, а типом балки встановлюємо брус. Висоту та ширину підбиратимемо досвідченим шляхом у параметрах «розміри бруса для балок перекриття». Обов'язково варто враховувати такі значення, як навантаження на кг м, і крок між поперечками.
Для міжповерхових конструкцій значення навантаження не повинно бути менше 300 кг, оскільки необхідно враховувати не тільки вага меблів і людей, але і вага самих матеріалів з яких перекриття виготовляється. Сюди відносяться балки перекриттів, чорнова та чистова підлога і, звичайно ж, утеплювач та звукоізоляція.
Порада. Для нежитлових горищних конструкцій значення навантаження рівне 200 кг/м цілком буде достатнім.
Можливі варіанти
Практично всіх базах, реалізують пиломатеріали, брус для перекриття продається переважно кількох розмірів. Як правило, це балки від 100х100 мм до 100х250 мм і від 150х150 мм до 150х250 мм. Для того щоб не витрачати зайвий час і гроші на пошук лаг з нестандартними розмірами, ціна яких може бути значно вищою за стандартні, підставляємо в програму ті параметри, які є у продажу.
Для цього ви повинні попередньо дізнатися на базі пиломатеріалів, які вони реалізують. Таким чином, отримуємо, що для міжповерхових конструкцій мінімальний розмір бруса повинен бути приблизно 100х250 мм, а для горищних цілком буде достатньо 100х200 мм, при кроці між ними дорівнює 60 см.
Якщо ви не довіряєте програмним калькуляторам і захочете самостійно розрахувати розмір бруса для перекриття, то вам доведеться скористатися формулами та таблицями, наведеними у відповідних технічних документаціях. Або ж можна скористатися загальним правилом, яке свідчить, що висота кожної лаги повинна дорівнювати 1/24 довжини отвору, та її ширина дорівнює 5/7 висоти поперечки.
Монтаж міжповерхових та стельових перекриттів на дерев'яних лагах
Межтажні перекриття в будинку з бруса починають монтувати з укладання лаг. Для цього на стіни кладуть приготований брус, який попередньо обгортається руберойдом. Цим ви захистите деревину від проникнення вологи, і, як наслідок, від гниття.
Крайні балки повинні укладатися не ближче 5 см від стіни, а відстань між сусідніми поперечками не повинна перевищувати розраховані раніше величини, які в нашому випадку дорівнюють 60 см.
Важливою умовою є й те, що лаги мають бути покладені на всю товщину стін, маючи максимальну опору та стійкість. Проміжки між лагами на стіні закладаються цеглою або будівельними блоками, після чого зверху набивається чорнова підлога з дощок обрізів 150х25 мм.
Стельові перекриття з бруса практично повністю ідентичні міжповерховим з тією різницею, що товщина балок може бути меншою, а крок між ними на кілька сантиметрів більше.
Збірний брус
Припустимо, вам потрібні лаги розміром 150х250 мм, але у продажу таких розмірів немає, зате дощок з розмірами 50х250 мм на будь-якій базі пиломатеріалів завжди надміру. Для того щоб отримати балку потрібного розміру, достатньо купити 3 дошки і скріпити їх разом.
Як кріплення краще використовувати не цвяхи, а шурупи по дереву, оскільки з часом деревина висихає, і цвяхи не так міцно утримують дошки разом.
Як радить інструкція для самостійного виготовлення збірних лаг, якщо ви будете використовувати їх для цокольних або підвальних перекриттів, перед стягуванням саморізами варто обробити кожну дошку антисептиком.
Це запобігає появі деревних шкідників і значно збільшить термін експлуатації всієї підлоги. Якщо ж ви використовуватимете збірний брус для міжповерхових перекриттів, то ніякої попередньої обробки дощок не потрібно.
Допустимість використання такого виду лаг очевидна і не піддається сумніву. Цей матеріал також екологічний, як і звичайний брус, оскільки при складанні не використовуються ніякі речовини, що клеять.
Увага!
Несуча здатність збірного бруса навіть вища, ніж у цілісних пиломатеріалів, а вартість при цьому дещо нижча.
З усього вищесказаного стає зрозуміло, що в деяких випадках використання збірних елементів навіть краще, ніж цільних.
Клеєний брус
Даний вид пиломатеріалів є прийнятною альтернативою в тому випадку, якщо потрібних цільних лаг не знайти, або їх ціна досить висока для вас, а самому зробити збірну конструкцію немає можливості.
Балки для перекриття в дерев'яному будинку з клеєного бруса відрізняються гарною міцністю та опірністю до навантажень, але при цьому мають деякі недоліки.
- Зважаючи на те, що при їх виготовленні використовуються клейкі речовини, такий матеріал вже не можна назвати екологічно чистим.
- При виготовленні використовується досить великий відсоток неякісних пиломатеріалів. Можлива значна усадка після декількох років експлуатації, а це означає, що перекриття з клеєного бруса може з часом «повісти».
- І найголовніший недолік клеєних балок – це їх обмежений термін служби, який визначається виробником у 20 років.
Дерево завжди було і ще довго залишиться одним з найбільш популярних матеріалів для облаштування всіляких силових та несучих елементів, каркасів дахів, стель, перегородок у звичайному малоповерховому будинку. Замість використання дорогих і дуже важких бетонних плит або металопрокату двотаврового балок можна зробити дерев'яне перекриття між поверхами без залучення будівельної техніки, відносно швидко і з мінімальними витратами.
Типова конструкція перекриття на балкових опорах
Пристрій дерев'яного перекриття між поверхами зазвичай відрізняється від конструкції стелі по ряду параметрів, насамперед, за способом укладання дерев'яних балок та товщиною. Якщо при облаштуванні стелі дерев'яні несучі елементи найчастіше спираються на стіни або спеціально сформований бетонний пояс, перекриття між поверхами доводиться врізати в стіни коробки. Відповідно, вимоги до міцності балок та товщини перекриття між поверхами набагато жорсткіші, ніж для стелі.
Конструктивно дерев'яне перекриття збирається з наступних деталей:
- Опорні дерев'яні балки, що сприймають вагу всіх елементів конструкції, масу меблів, побутової техніки, людей – всього, що знаходиться поверхом вище;
- Підшивка фанерою чи плитами ОСБ стельової поверхні;
- Система лагів із дошками підлоги верхнього поверху;
- Покладені на дерев'яні лати мати або плити теплоізоляції;
- Плівка гідроізоляції від протікання вологи з підлоги поверхом вище і обов'язково пароізоляція, що перешкоджає проникненню водяної пари в елементи дерев'яного перекриття з нижнього поверху.
Влаштування дерев'яного перекриття між поверхами значною мірою нагадує покрівельний пиріг звичайного двосхилий даху, але існує одна особливість. Якщо крокви мають хоча б одну точку кріплення на шарнірі, то дерев'яні балки перекриття між поверхами найчастіше доводиться укладати за вільно-ковзною схемою, без фіксації в опорних точках. За умови, що відстань між стінами трохи більше 3 м.
Такі схеми використовують у будинках з цегляними та бетонними стінами, де жорсткість коробки дозволяє застосовувати самовстановлювані дерев'яні перекриття. Що дає? Незалежно від осідання будівлі та тиску на підлогу верхнього поверху, площина перекриття залишатиметься в тому самому положенні.
Якщо довжина балок дерев'яного перекриття перевищує 4,5 м, або стіни будинку виготовляються із слабких матеріалів, наприклад, газобетонних блоків, пінобетону, арболіту, перекриття, що несуть, між поверхами обов'язково потрібно зміцнювати додатковими куточками, анкерами, підкосами і штиревими закладеннями.
Різновиди конструкцій та матеріали дерев'яного перекриття
Головним елементом перекриття між поверхами є балки, що несуть. Від того, наскільки правильно підібрані матеріали для виготовлення дерев'яного пирога між поверхами, залежить міцність перекриття та безпека самих господарів. Товщина пирога завжди обмежена, тому доводиться або збільшувати кількість несучих елементів, або міняти матеріал.
Традиційно як несучі елементи використовують такі матеріали:
- Клеєний брус;
- Обпиляна колода;
- Пакет із шліфованих та збитих дощок.
Зрозуміло, що найкращий варіант буде найдорожчим. Використання для перекриття між поверхами клеєного бруса дозволяє зробити дерев'яний каркас максимально жорстким, тому до затягування брусів вдаються або за бажанням господарів, або при дуже великих розмірах приміщень верхнього поверху. Найчастіше клеєний брус укладають у дерев'яне перекриття на відстані між стінами від 4 м. Виходить дорого, але надійно.
Більше економний спосіб - використовувати хвойні пиломатеріали, зазвичай соснова окорена колода обрізають дисковими фрезами в двокантний або трикантний брус. Така балка виходить міцнішою і дешевшою від звичайного дерев'яного бруса прямокутного перерізу.
Найбільш бюджетний варіант – пакетна балка. Її збивають з каліброваної та шліфованої дошки сороківки, дві чи три на одну балку. Перед збиранням дерев'яну поверхню обробляють просоченням, сушать і зафарбовують оліфою. Перекриття з пакетного бруса вважається найбільш гнучким і водночас найнадійнішим.
Навіть якщо виникне перевантаження, дерев'яні елементи прогнуть, але зламу та обвалення між поверхами не буде. Зібрати таке дерев'яне перекриття між поверхами своїми руками набагато простіше і дешевше, тому що немає потреби закуповувати стройовий або клеєний брус.
Щоб знизити трудомісткість робіт та розміри витрат, враховуючи проект будинку та ширину стін, виготовляють кілька варіантів конструкцій, залежно від того, як планується настилати підлогу другого поверху по дерев'яних балках:
- Легкі перекриття.Для каркасних будинків крок між несучими елементами може бути зменшено до 30 см, а лаги під дерев'яну підлогу не настилаються. Сама конструкція збирається без утеплювача та плівкової ізоляції;
- Середні перекриття на поверхах.У конструкції використовують лаги та звукоізоляцію, пароізолюючу плівку та утеплювач не застосовують;
- Тепле середнє дерев'яне перекриття.Між поверхами укладають повноцінний пакет з утепленням та плівковою гідро- та пароізоляцією.
Легкі перекриття на поверхах використовують для неопалюваних будівель, середні системи застосовують для будівель із потужним зовнішнім утепленням стін. Теплі дерев'яні конструкції застосовують у тому випадку, якщо верхній поверх межує з горищем або мансардою.
З практики відомо, що для дерев'яних конструкцій найкращу звукоізоляцію між поверхами забезпечують листові та волоконні матеріали. Можна використовувати мінеральну вату або насипний керамзитовий гранулят. Але обидва матеріали мають високу поглинаючу здатність, тому доводиться укладати пароізоляційну плівку. Пінополістирол не боїться вологи, але звукоізоляція на поверсі приблизно в 3-4 рази гірша за мінеральну. Тому ЕППС чи пінопласт використовують там, де звукоізоляція дерев'яного перекриття між поверхами не має особливого значення. Наприклад, між цокольним та першим поверхами.
Способи закладення несучих елементів
Для того щоб дерев'яне перекриття на поверхах вийшло надійним і стійким, необхідно правильно вибрати спосіб загортання бруса, що несе, в стіни будинку. Систему кріплення вибирають залежно від матеріалу стін.
Найпростіше закріпити брус на цегляних стінах. Для кожної опори в стіні вирізають по розмітці нішу, глибиною не менше 100 мм та розмірами на 15-20 мм більше перерізу бруса. У нішу укладають підкладку із твердих сортів гуми, а кінці бруса перед складанням дерев'яного каркаса обов'язково покривають рідкою гумою або гарячою смолою. Якщо брус більше 4,5 м один кінець фіксують за допомогою наскрізної металевої шпильки. Простір ніші, що залишився, задувають монтажною піною, щоб у щілинах на поверхах не було протягу.
Більш складним виходить кріплення опор на стінах із газобетону. Перед тим як зробити дерев'яне перекриття між поверхами, знадобиться побудувати несучий короб, в який і виконується закладка бруса. Для будівлі з газобетону на два поверхи, з облицюванням стін цеглою допускається укладання дерев'яного короба, в інших випадках опорний короб потрібно відливати з армованого бетону.
Якщо брус планується врізати в дерев'яні стіни, робити це найкраще на етапі укладання вінців. Як і у разі цегляних стін, у стінному брусі по розмітці вирізається ніша у формі усіченого клина «ластівчин хвіст». Кінець несучої балки підганяють формою замку і укладають у нішу. Після укладання балки місце стикування підсилюють металевими накладками та куточками.
Збираємо перекриття на поверхах своїми руками
Після того як було досягнуто необхідної висоти стін до рівня наступного поверху, необхідно робити перекриття. Наступний ряд цеглини або блоку викладається з нішами під брус. Щоб забезпечити необхідну міцність дерев'яного каркаса, потрібно зробити перевірочний розрахунок або підібрати переріз бруса за довідковими таблицями та номограмами.
Орієнтовно для двометрового прольоту достатньо використовувати брусову опору перетином 75х150 мм, для п'ятиметрового переріз бруса має бути не менше 150х225 мм. Стандартний крок становить 80-90 см, але іноді його розмір свідомо зменшують, щоб збільшити жорсткість коробки нижнього поверху.
Укладання несучих елементів дерев'яного прольоту
На момент збирання каркасу прольоту на поверсі дерев'яні балки мають бути повністю готовими до роботи, але без нанесення смоли на опорні кінці. При довжині бруса 3-4 м точно вгадати довжину балки складно, тому дерев'яні заготовки піднімають на рівень верхнього поверху і послідовно підганяють за розмірами лінійних посадкових гнізд.
Якщо замір відстані між нішами відповідає довжині заготовки, приступають до збирання:
- Обидва торці підрізають на кут 60 про, щоб полегшити укладання опорних кінців у ніші, і обробляють гудроном або бітумною мастикою;
- У ніші укладають матеріал підкладки, після чого встановлюють балки дерев'яного перекриття.
Кожен брус необхідно ретельно підігнати по горизонту та за загальною площиною, для цього підкладки замінюють на товстіші плашки або підрізають їх, щоб опустити кінець. Простір, що залишився, забивають просмоленою клоччям і задувають піною.
До відома! Щоб спростити роботу, спочатку укладають і виставляють два крайні бруси дерев'яного прольоту, і вже по них за допомогою шнурів або лазерного рівня регулюють заготовки, що залишилися.
Складання обрешітки
Після того, як дерев'яні несучі балки були укладені та зафіксовані в нішах, необхідно виконати набивання черепного бруска. По суті, це довга рейка, перетином не менше 40х40 мм, черепну рейку набивають на бічні поверхні бруса врівень з нижньою кромкою. До черепної планки кріпиться нижня підбивка листами фанери або ОСБ. Якщо прибити фанеру безпосередньо до бруса, це може послабити несучу балку. Крім того, при ходьбі по підлозі верхнього поверху цвяхи та кріплення, вбиті в дерев'яний брус перекриття, виходять із тіла деревини, тому доводиться посилювати кріплення підбивання.
Одночасно під фанеру нашується плівка пароізоляції, кожен новий лист плівки необхідно проклеювати будівельним скотчем, інакше конденсат згноить дерев'яні підлоги на другому поверсі. Якщо верхній поверх буде неопалюваним, то в конструкції перекриття необхідно зробити продухи, що видаляють частину конденсату, що потрапив усередину.
Після того як було укладено підбивання, можна переходити до утеплення та звукоізоляції. Нерідко замість мінеральної вати чи плитного пінополістиролу в ніші засипають спеціальний наповнювач із полістирольних гранул. Для того, щоб створити на поверсі зону тиші, достатньо засипати в перекриття шар завтовшки всього 40 мм. Тобто, міжповерхове перекриття можна зменшити майже на 50-60 мм.
Завершальні операції
Далі слід укладання гідроізоляції, плівку потрібно укладати в обов'язковому порядку, якщо вищестоящий поверх призначений для проживання або в ньому немає системи вентиляції підлоги. Навіть якщо дерев'яна підлога і не заливатиметься водою, при провітрюванні холодніше повітря збиратиме конденсат усередині дерев'яного перекриття. Можна застелити звичайну поліетиленову плівку завтовшки 0,2 мм.
Решта деталей перекриття залежать від способу влаштування підлоги на верхньому поверсі. Якщо планується укладання ламінату або паркету, краще покласти шар з ОСБ або вологостійкого гіпсокартону. Якщо на другому поверсі запланована проста дерев'яна підлога, то буде достатньо набити лаги і зашити поверхню шпунтованою дошкою.
Висновок
В окремих випадках в конструкції перекриття можна передбачити цементно-піщану стяжку. Для цього поверх утеплювача та гідроізоляції викладають два шари склопластикової армуючої сітки. Товщина стяжки має бути не більше 50 мм. Під таку основу на дерев'яному перекритті можна укладати наливні або декоративні 3D покриття.
Балки перекриття з дерева забезпечують не лише міцність горизонтальної конструкції. Перекриття призначене для надання жорсткості всій будівлі. Саме з цієї причини вибору несучих елементів та їх встановлення варто приділити особливу увагу.
Плюси та мінуси перекриття з дерева
Для монтажу перекриття власноруч необхідно підготуватися. Підлога в будинку повинна спиратися на міцну та жорстку конструкцію. Перед початком робіт доведеться вивчити вимоги до елементів, особливості їх розрахунку та типи перерізів.
Можна виділити такі переваги дерев'яного перекриття:
- привабливий вигляд, можливість зробити дерев'яну підлогу без додаткових заходів;
- невелика вага, зниження навантаження на стіни та фундаменти, економія на будівництві;
- можливість проведення ремонтів у процесі експлуатації;
- швидкість монтажу, виконання робіт без додаткових машин та механізмів.
Але також варто виділити й недоліки:
- горючість деревини, потреба у спеціальному просоченні антипіренами;
- менша порівняно із залізобетонними або металевими елементами міцність;
- усадка та деформації при перепадах температур та вологості;
- схильність до гниття, грибка і цвілі при підвищеній вологості, необхідно виконувати обробку антисептиками на стадії будівництва і періодично протягом терміну служби.
Вимоги до дерев'яного перекриття
Дерев'яні балки перекриття повинні відповідати таким вимогам:
- відповідність розмірів перерізу навантаженню, прольоту та кроку, для цього потрібен розрахунок балок;
- хороша міцність та жорсткість;
- пожежна безпека;
- відсутність серйозних дефектів деревини та пошкоджень.
Для роботи необхідно заготовити якісний матеріал Також є певні вимоги до матеріалу, з якого виготовлені балки. Рекомендується вибирати деревину хвойних порід. Вона містить багато смоли, тому краще пручається різним мікроорганізмам. Найкращим матеріалом вважаються ті дерева, які виросли за суворих умов. Щільність ствола у них вища. Тому закуповувати варто сосну або ялинку, які виросли в північних регіонах країни.
Також слід звернути увагу на час заготівлі. Найкращим вважається період наприкінці зими. У цей час дерево знаходиться в сплячому стані, в ньому менше соків, тому і вологість матеріалу буде меншою.
Якими бувають дерев'яні перекриття
Балки дерев'яні перекриття використовуються практично для всіх рівнів будинку. Балковий каркас необхідно передбачити для таких типів конструкції:
- підвальне або цокольне перекриття (підлога першого поверху);
- міжповерхове перекриття;
- горищне перекриття.
Товщина несучого бруса для горища становить від 10 до 20 см Від типу залежить нормоване корисне навантаження, яке береться до розрахунку дерев'яних балок перекриття. Також різниця буде у товщині утеплювача та його необхідності.
Між балками над підвалом зазвичай укладають від 5 до 15 см мінеральної вати, пінопласту або екструдованого пінополістиролу. У міжповерхових конструкціях достатньо буде передбачити кілька сантиметрів для звукоізоляції. На холодному горищі потрібно найбільше матеріалу. Тут товщина може становити від 10 до 20 см. Точні значення залежать від кліматичного району будівництва.
Між балками підвального перекриття укладають мінеральну вату. Іноді підвальне перекриття вважають за краще робити не з дерева, а з металу та залізобетону. У цьому випадку як несучі балки використовують двотавр або швелер, а бетон заливають в опалубку з профлиста. Такий варіант буде надійнішим за ймовірності підтоплення. Також він краще опиратиметься вогкості з підвалу.
Які бувають балки
Існує кілька ознак, за якими проводять класифікацію дерев'яних балок перекриттів: за розмірами, матеріалом, типом перерізу. Довжина балок перекриття залежить від відстані між стінами. До цієї величини потрібно додати запас на спирання з обох сторін. Оптимально необхідно передбачити по 200-250 мм.
За матеріалом елементи поділяють на такі види:
- із цільного бруса або дошки;
- із клеєного бруса.
З клеєного бруса виготовляють гнуті балки Останні коштують значно дорожче. Але такий матеріал підійде для перекриття великих прольотів. Звичайна балка може працювати на 4-6 м, тоді як клеєна добре справляється з відстанями 6-9 м. Клеєний брус практично не дає усадки, пожежобезпечний та стійкий до дії вологи. Можна виготовити не лише лінійні елементи, а й гнуті. Істотним недоліком такого матеріалу є наявність ненатуральних компонентів (клей).
Перетин балок може бути наступних типів:
- квадратне;
- прямокутне;
- двотаврова.
Останнє має розширені елементи у верхній та нижній частині. У середині перерізу він зменшено до максимально можливих розмірів. Такий варіант дозволяє раціонально використовувати деревину та скоротити її витрату. Але зробити такий елемент непросто. Тому двотавр не так часто застосовують у будівництві.
Найчастіше застосовують брус прямокутної форми. Оптимальним варіантом стане прямокутник. При цьому довга сторона розташовується вертикально, а коротка горизонтально. Це пов'язано з тим, що збільшення висоти краще впливає на міцність, ніж ширини. Встановлювати балку з дошки плашмя практично марно.
Найбільш невигідним із представлених може вважатися квадратний перетин. Воно найменше підігнано під епюру зусиль в елементі.
Також для перекриття можна використовувати колоди. Але цей варіант не набув популярності. Перетин з дошки набагато вигідніший і зручніший у монтажі, тому використовується набагато частіше.
Розрахунки
Розрахунок перерізу дозволить не сумніватися у міцності та жорсткості конструкції. При цьому визначається максимальна довжина, яка допускається при будь-якому перерізі. Щоб здійснити розрахунок, потрібні такі дані:
- довжина дерев'яної балки перекриття (точніше, відстань між несучими стінами);
- відстань між балками (їхній крок);
Для розрахунку потрібно знати відстань між балками, ширину прольоту та навантаження на конструкцію Навантаження складається з двох значень: постійного та тимчасового.Постійне включає в себе масу самих балок (поки що попередню), утеплення, підшивка стелі, чорнову та чисту підлогу. Тимчасове навантаження – це маса людей та меблів. За нормативними документами для житлових приміщень вона приймається 150 кг/м2. Для горища можна взяти менше, але рекомендується - таку саму. Це не тільки забезпечить певний запас міцності, але й дасть можливість у майбутньому переобладнати своє горище в мансарду без реконструкції несучих елементів.
Балковий каркас слід розраховувати за такими формулами:
- Mmax = (q * l2) / 8;
- Wтреба = Мmax/130.
У цих формулах q – це навантаження на кв. м перекриття, яка включає масу конструкцій і 150 кг корисного значення. При цьому вказані величини потрібно помножити на відстань між балками. Це викликано тим, що з обчислень потрібне навантаження на погонний метр, спочатку величина розрахована на квадратний. l2 - відстань між несучими стінами, на які спирається прогін, взятий у квадраті.
Знаючи Wтреб, можна підібрати перетин перекриття. W = b * h2/6. Знаючи W, можна легко скласти рівняння з однією невідомою. Тут достатньо лише задати одну геометричну характеристику b (ширину перерізу) чи h (його висоту).
Найчастіше дерев'яна балка має відому ширину. Найзручніше виготовляти її з дошки шириною 50 або 100 мм. Також можна розглянути варіант зі складеним перетином. Його виготовляють із кількох дощок товщиною 50 мм.
Розрахунком у разі знаходять необхідну висоту елемента. Але трапляються такі випадки, що потрібно вписатися в певний пиріг перекриття, щоб не зменшити висоту приміщень. В цьому випадку в якості відомої величини рівняння додають висоту перерізу, а знаходять ширину. Але чим менша висота, тим неекономічнішим буде каркас перекриття.
Для стягування двох або трьох дощок зручно використовувати металеві шпильки.При цьому при закручуванні гайок обов'язково використовують ширші шайби. Вони запобігають вдавлюванню металу в м'якше дерево. Між деревом та сталевими кріпленнями потрібно обов'язково передбачити ізоляцію. Для цього можна використовувати такий матеріал, як ТЕХНОЕЛАСТ марки ЕПП.
Дерев'яні бруски перед монтажем необхідно гідроізолювати Перед використанням дерев'яних елементів обробляють антисептичним складом. Це потрібно для запобігання заплеснюванню та загниванню. Також рекомендується виконати обробку антипіренами, які підвищать пожежну безпеку. При спиранні прогонів на стіну з цегли або бетону їх кінці обертають техноеластом, лінокромом, гідроізолом або руберойдом.
