Вы здесь

Как перекрыть пролет 6 метров деревянными балками


виды, метод расчёта на прогиб

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Межэтажное перекрытие деревянными балками

Виды перекрытий

Содержание статьи

Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:

  • цокольное или подвальное перекрытие;
  • межэтажное перекрытие;
  • чердачное перекрытие.

Чердачное перекрытие

Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.

Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.

В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП)

Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

  • прямоугольные;
  • квадратные;
  • круглые;
  • овальные;
  • двутавровые.

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

  1. Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
  2. Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

    Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

  3. Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м2.
  4. Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L2)/8

Где:

  • q — полная нагрузка на кв. м;
  • L2 — квадрат расстояния между стенами.

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h2/6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

Монтаж перекрытия

Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.

При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.

Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 1\2 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.

Сращивание двух балок

Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.

Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.

Гидроизоляция балок в местах опор обязательна

Достоинства и недостатки балок из дерева

Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:

  • доступная цена;
  • простота доставки на строительную площадку;
  • возможность установки без применения спецтехники;
  • экологическая безопасность;
  • ремонтопригодность.

Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.

В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.

Таблица пролетов балок

| Decks.com

Пролет балки зависит от нескольких переменных. Породы пиломатериалов, размер пиломатериалов и груз, который они перевозят. Меньшее количество стоек на палубах верхнего уровня обычно более желательно для пассажиров, и это заставляет использовать более крупные материалы для каркаса для более длинных пролетов. Максимальные значения пролета балки основаны на максимальной ожидаемой временной нагрузке. Строительные нормы для жилых настилов требуют всего 40 фунтов на квадратный фут.

Чем длиннее балка, тем большую площадь настила поддерживает балка и, следовательно, балка.Для сосны южной, обработанной консервантом № 2 класс, есть метод, который можно использовать для оценки пролетов балок для предварительного проектирования. При опоре балок шириной 12 футов без выступа за балку, двухслойная балка может перекрывать в футах значение, равное ее глубине в дюймах. Двойная балка 2x12 может охватывать 12 футов; a (2) 2x10 может охватывать 10 футов и так далее.

Таблица пролетов балок настила из пиломатериалов

Цифры серого цвета указывают расстояние между опорными стойками.Цифры синим цветом обозначают пролеты балок (от балки к балке или от дома к балке)

Пролет балки
Виды Размер балки 6 ' 8 ' 10 ' 12 ' 14 ' 16 ' 18 '
Сосна южная 2-2x6 6'-8 " 5'-8 " 5'-1 " 4'-7 " 4'-3 " 4'-0 " 3'-9 "
2-2x8 8'-6 " 7'-4 " 6'-6 " 5'-11 " 5'-6 " 5'-1 " 4'-9 "
2-2x10 10'-1 " 8'-9 " 7'-9 " 7'-1 " 6'-6 " 6'-1 " 5'-9 "
2-2x12 11'-11 " 10'-4 " 9'-2 " 8'-4 " 7'-9 " 7'-3 " 6'-9 "
3-2x6 7'-11 " 7'-2 " 6'-5 " 5'-10 " 5'-5 " 5'-0 " 4'-9 "
3-2X8 10'-7 " 9'-3 " 8'-3 " 7'-6 " 6'-11 " 6'-5 " 6'-1 "
3-2X10 12'-9 " 11'-0 " 9'-9 " 8'-9 " 8'-3 " 7'-8 " 7'-3 "
3-2X12 15'-0 " 13'-0 " 11'-7 " 10'-6 " 9'-9 " 9'-1 " 8'-7 "

Дугласская пихта-лиственница,

Подол-Пихта,

Ель-Сосна-Пихта,

Редвуд,

Кедр,

Сосна Пондероза,

Сосна красная

3X6 ИЛИ 2-2X6 5'-2 " 4'-5 " 3'-11 " 3'-7 " 3'-3 " 2'-10 " 2'-6 "
3X8 ИЛИ 2-2X8 6'-7 " 5'-8 " 5'-1 " 4'-7 " 4'-3 " 3'-10 " 3'-5 "
3X10 ИЛИ 2-2X10 8'-1 " 7'-0 " 6'-3 " 5'-8 " 5'-3 " 4'-10 " 4'-5 "
3X12 ИЛИ 2-2X12 9'-5 " 8'-2 " 7'-3 " 6'-7 " 6'-1 " 5'-8 " 5'-4 "
4X6 6'-2 " 5'-3 " 4'-8 " 4-3 " 3'-11 " 3'-8 " 3'-5 "
4X8 8'-2 " 7'-0 " 6'-3 " 5'-8 " 5'-3 " 4'-11 " 4'-7 "
4X10 9'-8 " 8'-4 " 7'-5 " 6'-9 " 6'-3 " 5'-10 " 5'-5 "
4X12 11'-2 " 9'-8 " 8'-7 " 7'-10 " 7'-3 " 6'-9 " 6'-4 "
3-2X6 7'-1 " 6'-5 " 5'-9 " 5'-3 " 4'-10 " 4'-6 " 4'-3 "
3-2X8 9'-5 " 8'-3 " 7'-4 " 6'-8 " 6'-2 " 5'-9 " 5'-5 "
3-2X10 11'-9 " 10'-2 " 9'-1 " 8'-3 " 7'-7 " 7'-1 " 6'-8 "
3-2X12 13'-8 " 11'-10 " 10'-6 " 9'-7 " 8'-10 " 8'-3 " 7'-10 "

Предполагается, что временная нагрузка 40 фунтов на квадратный фут, статическая нагрузка 10 фунтов на фут, предел прогиба простой пролетной балки L / 360, длина консоли L / 180 предел прогиба, No.2 Степень напряжения и влажные условия эксплуатации.

.

Длиннопролетные деревянные стропила обеспечивают изогнутую форму спортивного центра Clamart.

Комплексно-технологический проект, включающий обширную работу по 3D-дизайну.

Предпроектные работы, выполненные VS-A, заложили основу для проектирования конструкций. На этапе выполнения конструкторское бюро Charpente Concept адаптировало эти принципы для создания деталей сборки и строительных чертежей.

Гонтран Дюфур , заместитель директора и совместный управляющий партнер конструкторского бюро VS-A, объясняет: «Мы обсудили конструктивную эффективность и провели анализ с помощью наших систем моделирования и расчета, чтобы определить наиболее подходящее решение.В частности, мы много работали над макетом, и весь процесс проектирования был выполнен в 3D, что было необходимо из-за сложной формы здания. "

Antoine Roux от Charpente Concept объясняет: «Этот проект действительно исключителен не только из-за его размера, но и из-за его формы. С изгибами его элементов, его размерами и широким отверстием в крыше для легкой атлетики, очень немногие детали могут быть идентичными ».

Он продолжает: «Нам нужно было рассчитать размеры и спроектировать все здание в 3D.На создание 4000 строительных чертежей ушло 3000 часов проектных работ. Теперь их можно повторно использовать в различных масштабах ».
Седрик Ру , менеджер конструкторского бюро Poulingue, заключает:« Процесс 3D-моделирования позволил нам экспортировать информацию об элементах, которые будут использоваться в производственном процессе. «

.

Как построить трехслойный ламинат 2х10 и какой крепеж использовать

Патрик
(Лонг-Айленд, Нью-Йорк)

Я строю настил на уровне земли (максимум 24 дюйма от земли). Он имеет L-образную форму и будет иметь 2 длинных балки (27,5 'и 31'). Балки будут 3-слойными PT SP # 2 2x12, длиной 12 футов. пиломатериалы, обрезанные с учетом расстояний между опорными стойками.

Должен ли я сделать каждую балку сплошной балкой или делать каждую длинную балку из отдельных балок, длина каждого расстояния между опорными стойками «по центру», но в середина опорного кронштейна?

лучи будут загружены сверху.По бокам не будет балок. Учитывая окружающую среду, я хочу использовать крепеж из нержавеющей стали 316 и, желательно, винты (конструкционные винты). Какой из них вы бы порекомендовали.

Какой узор вы порекомендуете для застежек? Я нахожусь в штате Нью-Йорк, возможно, что-то из этого диктуется кодексом, но я не смог найти никакой информации в коде.

Комментарии редактора

Q1: Я бы порекомендовал одну сплошную балку, сделанную из шахматного пиломатериала, которая может перекрывать необходимое расстояние.Я объясню это дальше в видео ниже.

Q2: a) Я бы взял строительный клей и обильно нанёс его между каждыми 2 на 12, винт с номером 10D 3–1 / 2-дюймовыми шурупами из горячего цинка или спиральными гвоздями, как минимум, было бы здорово. Чем длиннее, тем лучше. Но если вы находитесь в среде, где соленый воздух или брызги являются проблемой, я бы использовал винты из нержавеющей стали 304. Если вы можете получить винты 316, это будет еще лучше. Винт RSS - лучший.

Q2: b) Используйте зигзагообразным узором и вдвое завинтите винты на концах каждой доски.Один над другим, на расстоянии примерно 6-7 дюймов. Установите их на расстоянии 16 дюймов друг от друга по центру и примерно 1-2 дюйма от края доски.

Посмотрите это видео для получения дополнительной информации:

Обзор видео


Приходилось ли вам когда-нибудь строить балку, большую трехслойную балку, которая длиннее пиломатериалов, которые вы можете купить, скажем, 30 футов или около того ?

Как вы это делаете? Что ж, у нас есть вопрос, который пришел сегодня от Патрика из Лонг-Айленда.
И я собираюсь объяснить вам и Патрику, как лучше всего это сделать.

Итак, Патрик пишет:

«Я строю палубу на уровне земли, не более 24 дюймов над землей, она L-образная и будет иметь две длинные балки. Одна на высоте 27 с половиной футов, другая один - 31 фут. Балки будут трехслойными, обработанными давлением SP номер два 2 на 12, с использованием пиломатериалов длиной 12 футов, обрезанных с учетом расстояний между опорными стойками. Вопрос первый, следует ли мне сделать каждую балку сплошной балкой, или я должен сделать каждый луч достаточно долго из отдельных пучков длины каждого расстояния между опорной стойкой и по центру с этими опорными стойками ниже балок?»

Я рекомендую одинарную неразрезную балку.Это можно было бы сделать так, как вы предлагаете, но я бы никогда этого не сделал. Из-за этого может возникнуть множество проблем, а построить неразрезную балку очень просто.

Итак, что вы собираетесь делать здесь, если вы работаете с длиной 12 футов, я бы убедиться, что один из этих слоев, один из них 2 по 12s является встык непосредственно над центральной опорной стойкой. Я предполагаю, что у вас есть как минимум три, учитывая эту длину.

А затем возьмите каждый последующий слой 2 на 12 и смещайте его прямо посередине предыдущего так, чтобы стыки всегда находились на расстоянии не менее шести футов друг от друга.И проделайте это трижды.

Возьмите немного строительного клея и обильно нанесите его между каждыми 2 на 12, прикрутите винты с горячим цинком 10D или спиральные гвозди.

Они должны быть оцинкованы горячим цинком для пиломатериалов, обработанных ACQ, или использовать шуруп № 10 длиной не менее трех дюймов, установив их на 16 дюймов по центру друг от друга. Можно использовать зигзагообразный узор на концах. Убедитесь, что вы увеличили его вдвое.

Если вы сделаете это, балка будет явно довольно тяжелой, вам понадобится помощь, чтобы ее поднять.Но эта вещь будет прочной.

Она будет красиво поддерживать структуру и даст вам максимальную стабильность, и вы будете наслаждаться этой колодой долгие годы, Патрик.

.

Смотрите также