Для сооружения прочного и надежного перекрытия выполняются расчеты для определения параметров конструкции. Цель расчета - определение оптимального соотношения размера сечения балок и расстояния между ними в конструкции.
Это делается, чтобы избежать "играющих" перекрытий.
И так, цель поставлена: мы не хотим, чтобы в нашем доме при ходьбе, например, по второму этажу трясся весь дом. Выход прост – нужно правильно определить, какой пролет, каким сечением доски (балки) можно перекрывать.
Что такое балка?
Балка – линейный элемент несущей конструкции, опирающийся на оба конца и работающий преимущественно на изгиб. Материал изготовления у них может быть как дерево, так и метал. Металлические балки применяются при строительстве каменных домов.
Бывает несколько видов балок:
• Круглые (1) и овальные (2). Изготавливаются из бревна, предварительно очищают бревно от коры или используют оцилиндрованное бревно. Такие балки используются редко в каркасном домостроении, т.к. бревно не подвергается камерной сушке и на открытой местности, в естественных условиях, его не высушить для нужного значения степени влажности;
• Квадратные. Чаще всего используется брус (3). Его также не рекомендуют использовать в каркасном домостроении, по той же причине что и бревна-его не просушить, а сырое или бревно естественной влажности будет гнить;
• Прямоугольная (4 – составная балка (из доски), 5 - LVL брус,7 - доска), это самая распространённая форма. Такие типы прямоугольной балки можно просушить в камере, а это значит, что такие элементы не будут гнить, и им не нужна усадка.
• Двутавровые (6), такие балки называются так из-за их формы. Такая балка считается достаточно прочной, но ее изготовление дорогое.
Важно чтобы балки перекрытий были: сухие – допускается влажность, не превышающая 14%; сорт использованной доски должен быть А, В; обработанные специальным составом – огнебиозащитой, для того чтобы дерево не гнило и была повышенная огнестойкость.
Первое что мы должны понять -
что при определении параметров конструкции учитывается: длина перекрытия (которая приравнивается к ширине перекрываемого пролета), сечение доски (балки), расстояние между балками (шаг балок) и величина нагрузки, оказываемой на них.
Теперь о каждом пункте подробнее.
1. Длина перекрытия.
Длина перекрытия – расстояние между несущими элементами (стена, опора), на которые будут опираться балки.
Длину перекрытий нам нужно знать для того, чтобы правильно выбрать длину балки ведь она берется с учетом запаса для опирания на стены.
Глубина опирания на стены берется на основании того из какого материала построен дом. Для кирпича или блочных стен: опирание 10-12 см при условии использования доски и 15 см при использовании бруса. Для изготовления перекрытия в бревенчатом (или брусовом) доме балки устанавливаются в зарубки в стенах на глубину не менее 7 см. В каркасном доме опирание балок не менее 10 см.
Вычислить ширину пролета, которую вам нужно перекрыть, не сложно, это можно сделать обычной рулеткой. Главное знать максимальную длину пролета, которую перекрывает балка с определенным сечением. Чтобы не запоминать кучу цифр можно воспользоваться специальными онлайн - калькуляторами для расчетов.
Давайте рассмотрим на примере наших сечений:
Мы используем доску сечением 45х195 мм, такое сечение доски позволит перекрыть пролет до 4 метров. Если поменять сечение и взять доску 45х145 мм, то такой доской можно перекрыть пролет только до 2,5 метров. Пролет до 5 метров можно перекрыть брусом сечением 200х200 мм, но использовать его мы вам не рекомендуем, лучше взять балку составного сечения (две доски сечением 45х145мм и скрепить их металлозубчатой пластиной (МЗП)). Получается, что обычной доской можно перекрыть пролет только до 4 метров, если хочется пролет больше, то нужна тяжелая артиллерия в виде ферм, LVL бруса или двутавровых балок. Мы не будем останавливаться на LVL брусе или двутавровых балках все характеристики задает завод изготовитель, поэтому что-либо о них сказать очень сложно. Мы используем фермы на металлозубчатых (гвоздевые) пластинах — МЗП. Такими фермами можно перекрыть любые пролеты. Ограничения вводит транспорт для перевозки таких ферм, длинна самого длинного транспорта составляет 12 метров. В таком случае, если нужна ферма длиннее 12 метров, ее делают составной.
|
Мы изготавливаем фермы 2 видов:
сдвоенная и
с параллельными поясами
2. Сечение балок деревянного перекрытия
%20перекрытия.jpg)
Зная длину балок деревянного перекрытия (А) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (H) и ширины (В) как 1,4:1.
Чаще всего высота и шаг балок зависит от выбранной толщины утеплителя, для того чтобы не оставлять обрезков, столь дорогостоящего материала. Но это не обязательно. Стандартный шаг балок считается от 0,6 м - 1 м.
Также шаг балок зависит от нагрузки на перекрытия. Например, шаг балок в чердачных перекрытиях (неэксплуатиромого чердака) будет отличаться от шага балок в межэтажных и цокольных перекрытиях, но о нагрузках позже.
Ниже сводные таблицы, где представлено, какие пролеты каким сечением доски перекрываются и какой при этом должен у этой балки быть шаг.
Таблица расчета балок межэтажных перекрытий и нежилого чердака. Расчеты для сухих строганных пиломатериалов хвойных пород сортностью не ниже 2го сорта
Если балки будут крепиться с помощью крепежных элементов (уголки, кронштейны, хомуты), то за длину деревянных балок принимают ширину пролета
3. Расчет нагрузки на перекрытия.
Такой расчет производят в момент проектирования. Он включает в себя учет веса самих перекрытий и всё, что будет находиться внутри комнаты, с учетом тех, кто будет там передвигаться.
Стандартной временной равномерно распределенной нагрузкой принято считать 2,4кПа. Это значит, что в расчете учитывался вес:
- нагрузка от собственного веса элементов перекрытия (конструкций перекрытия, утеплителя, чернового и чистового пола, подшивки, а также отделки потолка, если это межэтажное перекрытие). При отсутствии стяжки, это нагрузка ок. 50кг на 1м2.
- временной нагрузки это нагрузки от всего остального: мебели, людей, домашних любимцев и т.д. эта нагрузка и есть 2,4кПа, т.е. ок.250кг на 1м2.
При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 350-400 кг/м2.
Более подробные правила расчета перекрытий можно найти в
СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
