Особенности расчета деревянной балки

Особенности расчета деревянной балкиКак производить расчет нагрузки на деревянную балку

В процессе строительства загородного частного здания большинство мастеров применяют балки перекрытия.

Такие изделия помогают равномерно распределять усилия от расположенных выше конструкций, а еще увеличивают жесткость и прочность дома в целом.

При проектировании жилого строения тут важно производить расчет деревянных балок, выбирать идеальное сечение и дистанцию между брусков.

Общие сведения

Разновидности и типы деревянных перекрытий

По назначению балки из древесины для перекрытия можно поделить на такие разновидности:

  • Межэтажное.
  • Чердачное.
  • Подвальное.

С каждой разновидность стоит ознакомиться подробнее.

Подвальное

Такие конструкции обязательно должны иметь высокие показатели прочности, выдерживать большие усилия, потому что балки послужат базой для обустройства пола. Если в проекте жилых домов предусмотрен гараж или подвал для автомобиля, то деревянные виды брусков заменяют на несущие металлические конструкции. Это связано со скорость разрушения древесины от влияния высокого уровня влаги. Альтернативой можно считать уменьшение дистанции между балок перекрытия и обработка элементов из древесины посредством антисептика.

Чердачное

Перекрытие устанавливают вне зависимости от стропильной кровельной системы или является ее продолжением. Лучшие технические свойства у первого варианта. Обустраивать независимое перекрытие более рационально, и такая конструкция будет улучшать звукоизоляционные свойства дома в целом, а еще является пригодной к ремонтам.

Межэтажное

Балочная конструкция перекрытия внутри каркасного дома обладает определенными особенностями. Одна из сторон деревянного бруса применяется в роли элементом опоры для фиксации потолка, а вторая (т.е. верхняя часть) используется в роли лаг для установки покрытия пола. Межбалочное пространство в межэтажном перекрытии заполняют посредством минеральной ваты или иным материалом для тепловой изоляции, обязательно используется пароизоляционная мембрана. В нижней части пирога фиксируют листы гипсокартона, а сверху все нужно застилать деревянный дощатый пол.

Возможность установки дощатых полок без дополнительных подготовительных работ.

Преимущества и недостатки

У брусков из древесины, которые применяют для обустройства перекрытий, есть определенные слабые и сильные стороны. Основными достоинствами балок, сделанных из досок, можно считать:

  • Ест возможность производить (при необходимости) ремонт перекрытия при эксплуатационном процессе жилого строения.
  • Высокая скорость выполнения монтажных работ без использования подъемных механизмов.
  • Возможность установки дощатых полок без дополнительных подготовительных работ.
  • Красивый, эстетичный внешний вид.
  • Минимальный конструкционный вес каждого из элементов, что уменьшает нагрузку на несущие стены и основание строения.

Расчет деревянной балки на прочность крайне важен. Из недостатков конструкций из древесины следует выделить следующее:

  • Деформация и конструкционная усадка в результате резких температурных перепадов или под влиянием высокого уровня влажности.
  • Меньшие показатели в плане прочности при сравнении с железобетонными или металлическими изделиями.

Обратите внимание, что устройство перекрытия из древесины возможно на ограждающих газобетонных конструкциях, кирпичных или на стене из любого иного материала.

Подробности

Применение цельного бруса и досок

В случае использования деревянного цельного бруса или досок для обустройства перекрытия длину пролета стоит выбрать в пределах от 4 до 6 метров, что в 2 раза меньше от максимальной дистанции при применении конструкций из клееного бруса для строительства. Элементы из зафиксированных между собой досок довольно часто делают прямиком на строительном объекте.

По конструкционной прочности они куда лучше, чем цельные балки. Главным преимуществом изделий можно считать возможность обустройства составных элементов из нескольких досок. Строители способны своими руками отрегулировать балочную толщину посредством скрепления нужного числа деталей. Доски скрепляют между собой посредством резьбовых составляющих. Под гайки и болты устанавливают пластиковые/резиновые шайбы. Элементы предотвратят влияния коррозии на закладные металлические детали, что защитит дерево от врезки гайки при процессе затягивания.

Клееный брус

Для того, чтобы увеличивать прочность или размер цельных балок, их стоит скреплять между собой вручную при установке перекрытий. Для тех же целей используют сделанный на предприятии клееный брус. Он сделан из нескольких скрепленных между собой брусков. Толщина каждого из элементов может быть отрегулирована числом склеенных между собой изделий. Клееный брус делают на специальных заводах способом прессования, причем его длина достигает до 12 метров. Изделия в готовом виде сохраняют свойства и характеристики цельного пиломатериала, в них можно вбить гвозди без утраты прочность или разрезать их на составляющие нужных размеров. Единственным минусом таких типов конструкций считается высокая цена. Требуется тщательно все просчитать перед монтажом перекрытий на первом этаже по балкам из древесины.

Обратите внимание, что клееный брус часто используют для строительства и монтажа арочных перекрытий.

Как своими руками сделать клееный элемент

Есть несколько вариация для самостоятельного изготовления клееного бруса:

  • Скрепление ламелей с применением специализированных элементов, а еще вставок из металла.
  • Склеивание пары деталей в виде буквы Z.
  • Скрепление 3 элементов в единую конструкцию.

Наиболее практичный можно считать последний метод, который куда проще первых двух. На начальной рабочей стадии нужно отобрать доски для бруса и уложить их на центральном элементе так, чтобы годовые кольца дерева смотрели в противолежащие стороны. На дощатой поверхности стоит сделать пометки простым карандашом или черным маркером, что укажет на последовательность монтажа. Расчет нагрузки на деревянные балки в этой работе важен. Центральный элемент стоит зачищать с двух сторон посредством наждачной бумаги, что дает возможность делать шершавую поверхность, а еще улучшать сцепление клеевого состава. Боковые доски стоит обрабатывать лишь в месте, где они прилегают к главному брусу. На новом рабочем этапе обезжиривают поверхность растворителем, наносят антисептик и антипирены. Это защитные составы и жидкости, которые наносят по очереди – вначале растворитель, а после остальные пропитки после просыхания главного состава. Обрабатывать нужно не просто боковые стороны пиломатериала, но еще и торцы.

После этого стоит нанести клей тонким слоем (в 0.1-0.2 см) на зачищенные и заранее обработанные поверхности. Нижнюю и верхнюю доски стоит укладывают на центральный брус так, чтобы они были расположены в единой плоскости. Для фиксирования элементов применяют струбцины, которые монтируют на балке спустя каждые 0.5 метров. Время отвердевания клеевого состава прописано производителем (как правило, не более 2 дней).

Особенности расчета

Чтобы выполнить расчет деревянной балки перекрытия, их габариты и число помогает проведение предварительного расчета. До проведения этих операций стоит:

  • Производить расчет сечения и балочного шага по специальной таблице.
  • Рассчитывать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после установки.
  • Производить замеры пролета между несущими стенами внутри жилого строения.

Высокая скорость выполнения монтажных работ без использования подъемных механизмов.

Длина балок в основании для обустройства кровли состоит из габаритов пролета и нужного размера запаса в пределах от 0.1 до 0.15 метров для обустройства надежного перекрытия при опоре на стены. Длина пролета – это расстояние между внутренних частей противолежащих стен внутри жилого дома или в любых иных строениях. Максимально популярным вариантом в частном домостроительства считается дистанция в 2.5-4 метра. При размере пролета больше 6 метров для установки перекрытия применяют деревянные фермы.

Обратите внимание, что нагрузки на деревянные балки будет включать в себя усилия от расположенных выше конструкций, внутреннего наполнения перекрытий, а еще временных элементов (предметов мебели, бытовой техники и людей).

Предельно точные расчеты может произвести лишь специализирующаяся на этом организация, которая занимается строительством

. При самостоятельных вычислениях стоит отталкиваться от таких значений, как:

  1. Общая нагрузка по нормативам на квадратный метр перекрытия при применении утеплительного материла (минеральной ваты) составляет около 135 кг на квадратный метр.
  2. При применении толстых досок и тяжелого материала для тепловой изоляции нормативная нагрузка увеличится до 155 кг на квадрат, а общая с учетом коэффициента безопасности в 1.3 единицы составляет до 250 кг на квадратный метр.
  3. В мансарде на перекрытие воздействуют временные нагрузки от монтажа предметов мебели или перемещения людей, причем общая нагрузка будет около 345 кг на квадрат.
  4. Общая нагрузка для пролетов между этажей составляет не меньше 400 кг на квадрат.

Все описанные выше величины можно считать базовыми значениями для будущих расчетов.

Определение шага и сечения

После подбора нагрузок и вычисления балочной длины можно приступить к расчету оптимального шага укладки для создания опалубки в будущем перекрытии, а еще определяют размер сечения. Все работы производят по следующим правилам:

  • Соотношение высоты и ширины несущих составляющих в перекрытии находятся на уровне 1.4:1 (балочная ширина колеблется от 4 до 20 см, а высота строений зависит от толщины материала для тепловой изоляции, будет находиться в диапазоне от 0.1 до 0.3 метров).
  • На шаг монтажа балок будут влиять расчетные нагрузки и размер фанеры, утеплителя или иного материала для подшивки.
  • Между соседних балок оставляют свободное место от 0.3 до 1.2 метров.

Для максимальной точности определения брусового сечения деревянных перекрытий есть специализированные таблицы. При проведении вычислений стоит обратить внимание на максимальный размер прогиба, для брусков на чердаке в перекрытии не больше 1 к 200, а для межэтажных элементов 1 к 350.

 

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Олег Сомов / автор статьи
Опытный строитель с более чем 10 летнем стажем Каркасных и Фахверковых домов из клеенного бруса, делюсь опытом с читателями моего сайта, жмите звездочку и делитесь с друзьями, если было полезно!
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
DomSdelat.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: