Деревянные балки перекрытия и их размеры, виды и свойства

Перед возведением прочного строения требуется выполнить расчет балок перекрытия деревянных, которые задают параметры будущей конструкции.При расчете определяются оптимальные размеры сечения балок и расстояние между ними. Перекрытия из дерева получили широкое распространение при возведении частных домов и могут использоваться для брусовых, бревенчатых или каркасных конструкций.

Основное назначение балок перекрытия — принять на себя и распределить равномерно нагрузку по поверхности. Качественные показатели материала характеризуют прочность и устойчивость будущего дома. При выборе материала нужно учитывать его особенности. Поскольку дерево подвержено воздействию плесени и огня, то балки перед монтажом требуется обработать специальными защитными средствами.

Виды деревянных балок и их свойства

Прежде всего, стоит выяснить, что же представляет собой перекрытие и для чего оно используется. Перекрытиями принято называть конструкцию, которая разделяет следующие части строения:

жилые этажи, в том числе и мансардный этаж;
подвал или цокольный этаж от жилых помещений;
холодное чердачное помещение от пространства жилых комнат.

В результате верхняя часть перекрытия представляет собой основу, на которой будет монтироваться пол, а нижняя является основой для потолка. Деревянные балки используют при строительстве домов из бруса, поскольку нагрузку от железобетонных плит ни одна деревянная конструкция не выдержит.

Рассматриваемый материал может иметь разные размеры и виды, для него характерны свои плюсы и минусы. В первую очередь следует рассмотреть балки перекрытия из непрерывного массива. Для монтажа межэтажного перекрытия с применением данного материала используются только цельные изделия при длине пролета не более 6 м. Так достигаются высокие прочностные характеристики и в целом положительный эффект.

Если используются клееные балки перекрытия, то с их помощью можно перекрывать большие пролеты, что обусловлено технологией их изготовления. Для такого материала характерна высокая прочность. Используют их в ситуациях, когда на перекрытие будет воздействовать высокая нагрузка. Клееные балки имеют следующие положительные свойства:

высокие показатели прочности;
возможность перекрывать большие пролеты;
простой монтаж;
малый вес;
длительный срок эксплуатации.

Клееная балка может достигать 20 м погонных в длину. Нет необходимости зашивать их снизу, так как изначально они имеют гладкую поверхность. Это придает особый стиль в дизайне интерьера. Обшивку выполняют только сверху.

Как определить длину деревянных балок?

Размеры, в частности длина балок, зависят от параметров будущего строения. В процессе расчета длина балки соответствует ширине перекрываемого пролета, также учитывается запас для заделки в стены, чтобы можно было закрепить конструкцию.

В зависимости от материалов, которые используются для возведения стен, и от пиломатериалов для перекрытия, будет отличаться и глубина заделки балок в стену. Если стена выполняется из бетона или кирпича, то глубина заделывания балок составляет 100 мм при использовании в качестве перекрытия досок. В случае применения бруса этот параметр увеличивается до 150 мм.

Если планируется перекрывать пролет в деревянном доме, то монтаж балок производится в специальные зарубки в стенах, глубина которых должна составлять минимум 70 мм. При монтаже балок с применением соответствующих крепежных элементов длина принимается равной ширине перекрываемого пролета. Для этого потребуется выполнить замер расстояния между двумя противоположными стенами, на которые будет выполняться крепление балок.

В зависимости от конструкции, балки могут выходить через стену наружу. К ним выполняют крепление стропильных ног, формируя скат крыши. Балка при такой конструкции может выступать на 300-500 мм. Брусом перекрывают балочный пролет шириной от 2,5 до 4 м. При этом максимально возможная величина перекрытия доской либо брусом составляет 6 м. Если требуется перекрытие пролетов большей длины (от 6 до 12 м), то применяется клееный брус, который, как уже было отмечено, отличается своей высокой прочностью. Из этого материала можно изготовить прямоугольные либо двутавровые балки. В случае использования обычного бруса либо досок требуется установка дополнительных опор для балок. Таковыми могут служить стены помещения или колонны.

Как рассчитать нагрузки на перекрытие?

Деревянные балки перекрытия, помимо собственного веса, испытывают нагрузку в процессе эксплуатации, состоящую из веса самого пола, мебели и передвигающихся людей. Данная нагрузка имеет непосредственную зависимость от типа перекрытия. Исходя из этого, рассчитывают возлагаемые на него нагрузки. Данный расчет выполняется на этапе проектирования, при этом его можно осуществить как при помощи специалистов, так и своими руками.

В первую очередь следует учесть вес материалов, которые используются для изготовления перекрытия. В качестве примера можно рассмотреть чердачное перекрытие, где в качестве утеплителя будет использоваться минеральная вата: такая конструкция способна выдержать нагрузку от собственного веса в пределах 50 кг/м².

Для вычисления эксплуатационной нагрузки необходимо обратиться к нормативной документации. Если чердачное перекрытие выполняется при помощи дерева, используется минеральная вата или пенопласт в качестве утеплителя и подшивка, то данный тип нагрузки согласно СНиП 2.01.07-85 рассчитывается следующим образом: 70*1,3=90 кг/м², где 70 — это нагрузка, соответствующая нормативам, в кг/м², а 1,3 — коэффициент запаса.

Чтобы определить общую нагрузку, производят суммирование: 50+90=140 кг/м². Для увеличения надежности значение округляют в большую сторону. В рассмотренном примере следует принять значение общей нагрузки за 150 кг/м². В случае интенсивной эксплуатации чердачного перекрытия при расчетах необходимо значение нормативной нагрузки увеличить до 150 кг/м². Итоговое значение составит 245 кг/м², округлив, получим 250 кг/м². Если в планах сделать чердачное помещение жилым, следует учесть вес мебели и пола. При расчетах значение общей нагрузки может составлять 400 кг/м².

Как выбрать сечение и шаг между балками?

Измерив длину балок и ширину пролета, можно выполнять расчет шага укладки и сечения. Поскольку обозначенные величины связаны друг с другом, расчеты производятся при помощи одинаковых математических действий. Форма сечения может быть как прямоугольной, так и круглой. Оптимальной принято считать прямоугольную форму. Соотношение сторон прямоугольника должно быть следующим: 1:4:1, при этом высота должна быть больших размеров, чем ширина. Высота в большинстве случаев определяется толщиной применяемого утеплителя. Размеры балок по высоте могут находиться в пределах 10-30 см, по ширине — 4-20 см. Если перекрытия монтируются из круглого бревна, то его диаметр должен быть 11-30 см.

Что касается расстояния между балками, то минимальное значение должно составлять 30 см, максимальное — 1,2 м. При расчетах необходимо учесть ширину подшивки и применяемого утеплителя. Если есть необходимость, выполняют подгонку, чтобы обеспечить более простой монтаж. В случае возведения каркасного дома шаг между балками приравнивают к расстоянию между стойками каркаса.

Итак, расчет балок для перекрытия (деревянных) является важным и ответственным этапом, от правильности которого будет зависеть надежность конструкции. Расчеты должны проводиться с учетом существующих и утвержденных норм.

Если возникают сомнения в точности полученных значений, то их следует округлить в большую сторону. Таким образом удастся избежать аварийных ситуаций при эксплуатации строения. Если есть сомнения в полученных значениях при самостоятельных расчетах, рекомендуется обратиться к специалистам, которые сделают работу правильно и с учетом всех нюансов.