Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба и лаги пола в деревянном доме

Виды двутавров и характеристики

В строительстве конструкций обойтись без двутавра нельзя. Ввиду этого профили делаются не только из стали, но и из следующих материалов:

• дерево;
• алюминий;
• железобетон;
• стеклопластик.

Для частного домостроения используются стальные двутавры, деревянные и сварные. Свои технические характеристики материал получил благодаря особому сечению. Все основные положения о двутаврах указаны в ГОСТ 8239-89. Согласно положению, поперечное сечение профиля должно выглядеть таким образом:

Где: h является высотой, b – шириной полки, S – толщиной стенки, t – средней толщиной полки, R – радиусом внутреннего закругления, r – радиусом закругления полки.

Горизонтальная поверхность, которых у него две, называется полкой. Она служит опорной площадкой и является несущей. Нагрузка распределяется по поверхности и не дает двутавру опрокинуться или перекоситься

Получается что перекрытия, сделанные из этих балок, получаются высокопрочными, что важно для дальнейших монтажных работ

Обратите внимание! Прочность двутавров, расположенных рядом, суммируется. А прочность двутавров, которые укладываются друг на друга, умножается на 4

Основные параметры изделий:

• площадь сечения и размеры;
• Справочные значения для осей;
• масса 1 м балки.

Чтобы правильно выбрать двутавровые балки из металла, важно проверить соответствие продукции нормативам, прописанных в ГОСТ

Как выбрать?

Выбор крепления для строительства деревянного сруба зависит от многих критериев. При покупке учитывают вид работ, нагрузку и сечение деревянных балок. Для монтажа перекрытия лучше использовать анкера. Они рассчитаны на большую нагрузку. Чаще всего их приобретают для фиксации оконных переплетов с другой поверхностью. Для монтажа фасадной части сруба существуют анкера со скрытой шляпкой. Они незаметны, поэтому не испортят внешний облик.

Деревянный брус имеет разное сечение — 50х50, 100х100, 100х150, 150х150, 200х200 мм. Определенное сечение дает свою степень усадки. Для компенсации усадки приобретают скобы или муфты с шайбой. Изделия довольно прочные и надежные, отличаются долгим сроком эксплуатации. Для бруса с сечением 50Х50 выбирают уголки или скобы. Они служат фиксатором при сборке перекрытий или деревянных навесов. Для балок 130х100 и 150х150 мм применяют соединительные уголки, которые выдерживают большое давление. Такие соединители имеют двойное усиление для предотвращения деформации древесины.

Нагель подойдет для балок любого сечения. Он служит для фиксации бревен, брусьев и досок между собой. Нагель также предотвращает скручивание деревянного материала. Производством соединительных изделий занимаются как российские, так и западные изготовители. Изделия можно приобрести поштучно или комплектом. Цена на эти изделия приемлемая. Однако следует помнить, что комплект соединителей стоит дешевле на 10-13%, чем поштучный вариант

При выборе стоит обращать внимание на качество продукции. Не рекомендуется покупать крепеж китайского производства

Лучше отдать предпочтение товару российского изготовителя. Еще одним важным фактором при выборе является покрытие изделий. Все крепления имеют довольно большой срок службы. Но крепеж со специальным покрытием становится почти вечным.

Стальные соединители покрывают антикоррозийным составом. Деревянные изделия, например, нагеля покрывают составом против появления различных видов грибков и плесени. Кроме этого, такое покрытие препятствует проникновению влаги внутрь древесины. Строительство деревянного дома подразумевает использование различных креплений. Каждый вид крепежа выполняет свою роль. Использование соединителей для деревянных балок повышает производительность и уменьшает затраты сил, экономит время.

Как используются скользящие стропила

Устройство любой кровельной системы представляет собой сложный процесс, в котором должны участвовать только профессионалы. При возведении любого типа крыши самым сложным и серьезным этапом является сооружение стропильной системы.

На сегодняшний день стропильные системы могут быть нескольких видов. Мы предлагаем рассмотреть в данной статье один из самых распространенных видов – скользящие стропильные системы. Так, мы рассмотрим главные нюансы, которые необходимо учесть при их строительстве, а также узнаем об их функциях.

К строительству стропил нужно подходить с большой ответственностью. Если допустить хоть какую-нибудь ошибку, то устройство крыши может быть нарушено, что приведет к ее разрушению. Кроме того, это может отрицательно сказаться на самом здании.

Чтобы соорудить кровельную систему правильно, для начала нужно заняться подготовкой ее основным элементов.

Среди них выделяют:

• Конек – верхний элемент крыши. По первому сделанному коньку делается обязательный шаблон, который после поможет изготовить необходимые к коньку элементы;
• Удлиненные доски для дома большого размера. В этом случае нужно проделать специальные отверстия для болтов в стыковочной доске. Их необходимо просверливать при помощи сверла дрели – только в этом случае древесная структура не повредится.

Застройщик должен не забывать при устройстве кровельной системы про массу кровельного материала, а также про осадки различного рода. Как известно, в нашей стране бывает снежная зима, в период которой выпадает большое количество осадков в виде снега.

Усадка древесины также играет большую роль во время расчета кровельной системы. В этом случае необходимо исходить из размеров сечения бревна. Например, при таких показателях, как 195х195 миллиметров, общая величина усадки по карнизам или фронтам должна составлять 6%.

Когда все важные элементы будут рассчитаны и подготовлены, можно приступать к возведению стропильной системы.

Скользящая стропильная система состоит из следующих элементов:

• кровельный конек;
• опоры стропильных ног, предназначенные на промежуточные балки;
• опоры стропильных ног, предназначенные на карнизный свес.

Чтобы прикрепить конек крыши, необходимо приобрести стыковочные пластины. Что касается опоры стропильных ног к промежуточным балкам, то в этом случае нужна скользячка для стропил. Такие скользящие элементы часто применяются при сооружении стропил.

Скользящие опоры для стропил необходимо крепить к каждому стропилу в перпендикулярном положении (детальнее: «Как крепить стропила «). Скользячки для стропил должны выполняться точным запилом в брусьях. Правильная установка стропил будет только в том случае, если элемент будет установлен под углом в 90 градусов.

Скользячка может быть установлена в самом крайнем положении. В этом случае будет обеспечен максимальный ход стропильной системы в дальнейшем процессе усадки дома. То есть, усадка древесины никак не отразится на состоянии стропильной системы. Когда процесс стабилизируется, то можно снова укладывать постоянное кровельное покрытие

Обратите внимание на фото – на них представлены главные элементы стропильной системы скользячка. Здесь же представлена скользящая опора стропил закрытая

Способы соединения двутавров

При осуществлении монтажа балочных конструкций выполняются сварные соединения элементов в различных сочетаниях. Среди них можно выделить типовые способы соединение двутавровых балок.

Встык

Для соединения способом «встык» свариваемые фрагменты стыкуют предварительно обработанными торцами. Обработка состоит в том, что на торцевых срезах выполняют угловые скосы для более глубокой проварки соединения.

Учитывая несущие функции двутавровых балок, их соединение не ограничивается выполнением торцевых швов. Для усиления участка стыковки обычно применяют четыре накладки – по одной на каждую из полок, и по одной на каждую из сторон стенки.

Накладки представляют собой прямоугольники из листового металла. Они накладываются поверх соединительного шва, затем привариваются по периметру. Накладки на полки делают на всю ширину полки двутавровой балки, накладки на стенку – на всю высоту стенки.

Под прямым углом

Такое соединение осуществляется между главной и второстепенной несущими двутавровыми балками каркасной конструкции, находящимися на одном уровне. В этом соединении главная балка служит опорой второстепенной.

Сварочные работы выполняются в следующей последовательности. В верхней полке главной двутавровой балки делают вырез в форме равнобедренного треугольника с углом, близким к прямому.

Верхняя полка второстепенного двутавра вырезается под вставку в треугольный вырез главнойдвутавровой балки, а нижняя его полка срезается на величину половины ширины.

В результате должно получиться следующее. Плотное совмещение вырезов верхних полок двутавров, стыковка торца стенки второстепенной двутавровой балки с боковой поверхностью стенки главного двутавра и прилегание среза нижней полки второстепенной двутавровой балки к полке главного двутавра.

Полученное таким образом совместное закрепление заподлицо двух перпендикулярных двутавровых балок усиливается привариваемой снизу листовой накладкой.

Сваривание двутавра со швеллером под прямым углом

Это соединение выполняется, если второстепенной двутавровой балкой служит швеллер. Если стенки двутавра и швеллера одинаковы по высоте, можно поступить следующим образом.

Верхняя полка швеллера срезается род углом 45 °, на верхней полке двутавровой балки делается аналогичный по форме вырез. Нижняя полка швеллера отрезается с таким расчетом, чтобы при стыковке срез совместился с нижней полкой двутавра, а стенка швеллера уперлась в стенку двутавра. Так же, как и в предыдущем случае, соединение укрепляется накладкой снизу.

Инженерная мысль не стоит на месте. Кроме описанных технологий сварки могут применяться вновь созданные, на смену устаревающему сварочному оборудованию приходит обновленное, модернизированное или принципиально новое. Не исключено, что и традиционная сварка когда-нибудь уступит место другой технологии неразъемных соединений.

Формулы для расчета стыков балки.

Отметим, что стыки всех элементов балки должны рассчитываться отдельно. Однако изгибающий момент будет распределен между всеми элементами сварной балки пропорционально к инерции. Эта особенность диктует нам необходимость при расчетах стенки балки использовать формулу, показанную на рисунке.

В данной формуле мы используем обозначение Мб для полного расчетного момента в стыке сварной составной балки; Jст – для момента инерции стенки; Jб – для момента инерции балки целиком.

Отметим, что расчетная поперечная сила (Q), которая действует в стыке балки, обычно передается на стенку. Также заметим, что прочность стыка стенки рассчитывается по обычной формуле изгиба, когда применяется шов встык.

Для проверки стыков пояса специалисты применяют такую формулу:

Особенности

Крепежные изделия для деревянного бруса изготавливаются из металла или других материалов. Крепления служат соединением брусьев между собой или с любой другой поверхностью, закрепляя деревянные элементы под разными углами. Крепежи отличаются прочностью, длительным сроком эксплуатации, а также значительно сокращают затраты времени на строительство. Одной из главных особенностей крепежных изделий является продолжительный срок службы – несколько десятилетий. Большинство металлических креплений производят из стали с оцинковкой, которая повышает срок эксплуатации. Если изделие имеет антикоррозийное покрытие, то этот срок увеличивается.

Еще одним преимуществом использования таких элементов считается тот факт, что при монтаже деревянные конструкции остаются неповрежденными и прочными, так как отсутствует необходимость в надрезах древесины. Структура материала полностью сохраняется. Конструкция соединительного изделия не требует применения сложного оборудования.

Балки металлические: традиционная надёжность

Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:

• с металлом тяжело работать на высоте;

• необходимы специальные механизмы для монтажа;

• сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;

• высокая стоимость материала;

• балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.

Есть у металлических балок и положительные моменты:

• они не горят;

• долговечнее;

• металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;

• виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.

Расчет металлической балки в любом случае лучше доверить профессионалам.

Металлические балки перекрытия

Общие сведения

Разновидности перекрытий

Чердачное перекрытие может быть установлено в качество элемента крыши, и тогда оно будет являться частью стропильной системы. Оно может быть установлено в качество независимого элемента. Для сохранения тепла следует обязательно использовать слои с теплоизоляцией и пароизоляцией. Перекрытие цокольного этажа и подвала должно быть очень прочным и способным выдерживать большие нагрузки. Такие пролеты тоже утепляют и прокладывают слои материала для пароизоляции, чтобы холод ни в коем случае не проник из подвала в дом.

Между собой балки отличаются по видам, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Для того чтобы сделать цельные балки, используют древесину твердых пород. Большим недостатком являются цельномассивные деревянные балки, так как у них есть ограничение по длине – не более 5 метров. Балки из клееной древесины отлично сочетают в себе эстетику и высокую прочность. Их использование помогает существенно увеличивать предельную длину, которая может быть до 20 метро и идеально подойдет для перекрытия больших пролетов. Учитывая то, что этот материал выглядит очень красиво, его зачастую не перекрывают потолком, и он является элементом дизайна.

Преимущества

Есть несколько весомых преимущества, к которым можно отнести:

• Простоту установки.
• Способность к перекрытию больших пролетов.
• Небольшой вес.
• Большой срок эксплуатации.
• Высокий уровень безопасности от пожаров.
• Материал не поддается деформации.

Перекрытия балками между этажами делается материалом с прямоугольным сечением, что характерно для доски или бруса, или же используется круглое, которое изготовлено из бревна.

Требования к балкам перекрытия

Установка перекрытий из деревянных балок способно повлечь за собой ряд особых требований, которые следует учитывать.

Состоят они в следующем:

1. Балочные изделия обязательно должны быть сделаны из хвойных пород дерева,  так как именно они имеют высокий запас прочности. При этом влажность древесины должна быть не больше 14%, так как в противном случае лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
2. Запрещено для создания балок перекрытия использовать древесину, которая подверглась заболеваниям, грибку или она была испорчена насекомыми.
3. Перед началом монтажа элементы для создания балок следует обрабатывать антисептиками.
4. Для того чтобы в будущем пол или потолок не прогибался из-за нагрузки, следует сделать строительный подъем. Чтобы это выполнить, потолок нижнего этажа должен иметь незначительный подъем – это не будет вам мешать, наоборот, при нагрузке все выровняется и будет в нужном положении.
5. Если вы планируете укладывать брусья с большой частотой, то вместо них можно использовать доски, которые нужно обязательно устанавливать на ребра.

Порядок расчета

Перед началом установки деревянного перекрытия балками следует выполнить некоторые расчеты, благодаря которым вы узнаете размеры и количество балок.

Для этого вам потребуется:

• Определить, какова будет длина пролета, на которой и будет производиться установка.
• Сделать расчеты на предполагаемую нагрузку, которая будет после установки.
• С указанными данными можно выполнить расчеты на сечение балок и шага установки. Для этого используйте специальные калькуляторы онлайн или таблицы.

Длина балок будет сложены из таких данных, как длина пролета, который следует перекрыть и запаса балки, который будет установлен в самой стене. Узнать пролет можно при помощи любых измерительных приборов, а запас балок, который будет установлен в стене, напрямую зависит от материала, из которого выполнена стена.

Самый популярный вариант пролета, который перекрывают балками, равен от 250 до 400 см. Но учтите, что самая большая допустимая длина балок, сделанных из доски или бруса, не может быть более 600 см. В случае, если длина пролета больше допустимого размера, советуем сделать балки из клееного  бруса. Кроме этого, для перекрытия пролета, который более 600 см, можно поставить специальную деревянную ферму. Нагрузка, которая идет на деревянную балку, в целом состоит из веса деталей пролета (внутреннего наполнения, балок, обшивка пола и потолка) и веса элементов временного назначения (бытовая техника, предметы мебели, люди, присутствующие в помещении).

Как сделать расчёт деревянных балок перекрытия

Определение размеров сечения деревянной балки по формулам

Чаще несущие элементы междуэтажного или чердачного перекрытия представляют собой балки с одним пролётом и свободным опиранием на несущую стену или столб.

1. Круглое бревно. 2. Брус с двумя кантами. 3. Брус, четыре канта. 4. Составная балка. 5. LVL брус. 6. Балка Nascor 7. Доска

Они воспринимают изгиб от веса всего перекрытия и временной полезной нагрузки (мебель, люди и т. д.). Расчётным путём определяются необходимые размеры балки. Условием для этого является заданная прочность и жёсткость несущего элемента.

Для определения нагрузок на балку плотность древесины хвойных пород для конструкций помещений с нормальным режимом эксплуатации принимается 500 кг/м 3 . Для влажных помещений и сооружений на улице — 600 кг/м 3 .

Предел прочности хвойной древесины, работающей на изгиб, составляет 75 МПа. Показатель жёсткости (модуль упругости Е) определяет её способность деформироваться при действии каких-либо нагрузок.

Для нормальных условий эксплуатации конструкций при действии нагрузок:

• Е = 10 000 Мпа — вдоль волокон;
• поперёк волокон показатель Е уменьшается почти в 50 раз.

На показатели надёжности древесины также влияет температура. В случае её повышения предел прочности и модуль упругости уменьшаются. При этом повышается хрупкость деревянных изделий. То же происходит и при воздействии отрицательных температур.

Для расчёта любой конструкции определяются нормативные и расчётные нагрузки. Расчётную нагрузку получают, умножая величину нормативной нагрузки на n — коэффициент надёжности (перегрузки), который учитывает, в каких условиях работает конструкция.

На прочность балка проверяется по действию максимального момента изгиба:

• σ — напряжение в балке;
• W_р — расчётный момент сопротивления;
• R_и — расчётное сопротивление по изгибу, которое для древесины хвойных пород равно 13 МПа.

Подбор сечения рассчитывается, исходя из требуемого момента сопротивления Wтр:

Для прямоугольного сечения:

Для круглых сечений:

Проверка жёсткости производится на действие нормативных нагрузок:

• f — предельный прогиб балки;
• l — расчётный пролёт балки в см;
• f/l — относительный прогиб, который не должен превышать: 1/250 — для перекрытий между этажами; 1/200 — для перекрытий чердака;
• J — момент инерции в см 4 ;
• q н — нормативная нагрузка в кг/пог. см;
• Е = 10 000 МПа, 100 000 кг/см 2 — модуль упругости древесины;
• с — предельно допустимый коэффициент для отношения l/h, где h — высота сечения балки: 18,4 — для междуэтажных перекрытий; 23,0 — для чердачных перекрытий.

В случае, когда l ≤ ch, балки проверяются только на прочность. Если l > ch, они проверяются только на жёсткость.

Для примера рассчитаем деревянную балку междуэтажного перекрытия. Пролёт l = 4,5 м; вес перекрытия — g = 200 кг/м 2 ; временная нагрузка p = 150 кг/м 2 ; расстояние в плане между осями балок а = 0,9 м; материал балки — сосна R_и = 130кг/см 2 ; m коэффициент условия работы — 1,0.

Расчётная нагрузка на 1 пог. м элемента:

q = (g н n + p н n₁) · a = (200 ∙ 1,1 + 150 ∙ 1,4) ∙ 0,9 = 387 кг/пог. м

n, n1 — коэффициенты надёжности постоянной и временной полезной нагрузок.

Момент сопротивления, который необходим, определяется из условия прочности:

Таблица моментов сопротивления W в см 3 прямоугольных сечений

Порядок работ при сваривании стыков балки.

При сваривании стыков балки соблюдение определенного порядка работ имеет очень большое значение.

Распишем эти этапы:

1. На первом этапе собираются элементы, имеющие поперечные швы. Отметим, что сваривать их необходимо по отдельности: отдельно стыки поясов, стыки стенки, отдельно делается приварка ребер жесткости. Связано это с тем, что такие поперечные соединения дают усадку с максимальным значением.
2. Когда сборка балки осуществлена, производят накладку поясных швов. Заметим, что когда для сваривания применяется автоматический способ, то ребра жесткости должны присоединяться уже после выполнения поясных швов.

Порядок сварочных работ также показан на рисунке 2. Цифрами от 1 до 5 обозначен порядок выполнения монтажных стыков балки. Мы видим, что сначала, как и говорилось, выполняются поперечные швы. Заметим, также, что швы под номерами 2 и 3 выполняют с небольшими пропусками: с двух сторон стыка оставляются незаваренные участки длиной до 30 сантиметров. Это необходимо для свободной усадки.

В последнюю очередь производится сваривание продольных швов (4 и 5), которые также имеют продольную усадку, но незначительную.

Сращивание бруса: способы и рекомендации

Древесина является природным материалом, содержащим множество дефектов. Чтобы получить материал, обладающий определенными характеристиками,сегодня производят сращенный брус. Дефекты древесины не только портят вид деревянного изделия, но и влияют на его долговечность. Таким способом получают два вида строительных материалов: клееный конструкционный брус и профилированный. Без современной технологии сложно получить материал длиной более 6 м для возведения стен домов. Соединения хорошо выдерживают все нагрузки на конструкцию. Потому что дефекты древесины вырезают, и собирают отдельные элементы в цельную конструкцию. Для обустройства стропильных систем, перекрытия, пола нужен гладкий и прочный брус строганный.

Расчеты

Расчет деревянных балок перекрытия требуется при возведении различных строений, где нужно перекрыть какую-либо площадь, например чердак либо несколько этажей. Только при правильных расчетах можно быть уверенным в надежности и долговечности конструкции.

Требования к деревянным балкам перекрытий

Деревянные балки должны отвечать ряду требований:

• быть стойкими к воздействию огня;
• иметь хорошую прочность и жесткость;
• не иметь больших дефектов и повреждений в структуре древесины;
• сечение должно соответствовать параметрам перекрытия.

К тому же есть требования, которые предъявляются непосредственно к материалу балок. Для рассматриваемых целей предпочтительнее использовать древесину хвойных пород. В ней содержится большое количество смолы, что улучшает стойкость к воздействию различных микроорганизмов. Важным моментом является регион выращивания и время заготовки древесины.

Основные исходные положения для расчета размеров

Поскольку на элементы рассматриваемой конструкции возлагаются несущие функции, то, чтобы выяснить количество и размер бруса для перекрытия, следует придерживаться следующей последовательности действий:

• замеряют пролет, который предполагается перекрывать;
• определяются со способом, которым лаги будут фиксироваться к стене;
• рассчитывают нагрузку, прилагаемую к несущему элементу во время эксплуатации;
• подбирают межбалочное расстояние и сечение согласно табличным данным.

Расчет нагрузки на перекрытие

В течение всего периода эксплуатации лаги должны иметь способность выдерживать не только собственный вес, но и вес пола, расположенную на нем мебель, людей и пр. Поскольку нагрузка на балку определяется типом перекрытия, все расчеты должны быть проведены заранее еще на этапе планирования.

Сперва необходимо учесть вес самих балок. Если взять, например, чердак, для утепления которого будет задействована минеральная вата, то конструкция должна выдерживать нагрузки минимум 50 кг на 1 м² (Рсобств). Для точного расчета нагрузки следует обратиться к нормативным документам.

Определение сечения и шага деревянных балок

Расчет шага укладки бруса на перекрытие можно провести посредством изменения длины балок. Поскольку сечение и длина взаимосвязаны между собой, они и рассчитываются одинаково. Во многих случаях высота лаги зависит от толщины используемого теплоизолятора. Высота может составлять 100-300 мм, а ширина 40-200 мм. Применяя круглое бревно как элемент перекрытия, его диаметр выбирают от 110 до 300 мм.

Что касается шага установки балки, размеры минимального параметра должны составлять 300 мм, максимального – 120 см. В процессе расчета не стоит забывать о ширине теплоизолятора и подшивки. При необходимости совершают подгонку для более простого монтажа. Если возводится каркасное сооружение, то шаг установки балок берут таким же, как промежуток между стойками каркаса дома.

Длина деревянных балок

Длина балок перекрытия определяется характеристиками будущего строения

При проведении вычислений следует принимать во внимание, что длина лаг должна выбираться согласно ширине пролета, который предполагается перекрывать. Поскольку балки входят в стену на определенную длину, для их надежного закрепления к расчетной длине нужно прибавить дополнительную с учетом стеновых материалов:

1. В кирпичную стену лаги заводят на 150 мм.
2. В домах из дерева их углубляют на 70 мм.

Длина бруса может быть такой же, как сам пролет, при условии использования специального крепежа. В этом случае на металлические элементы возлагается весь вес несущей системы и общей нагрузки. Оптимально нужно предусмотреть запас по 200-250 мм для опирания с двух сторон. Исходя из предполагаемой конструкции перекрытия определяют, будут ли лаги выступать через стены наружу. Если это так, то к ним крепят стропила, образуя таким образом скат крыши. При монтаже такой конструкции лаги должны выходить за стену на 300-500 мм.

По вопросам сотрудничества и рекламы обращайтесь по адресу [email protected]

Соединение балки со стропильной ногой

Крыша дома под действием на нее нагрузок стремится разъехаться в стороны и вниз. Чтобы этого не допустить, используют различные конструктивные решения, препятствующие смещению элементов каркаса кровли.

Так было придумано вырезание выемок в ноге стропил, которое можно выполнить с помощью таких соединений как:

• зуб с одним упором;
• зуб с шипом и упором;
• опирание стропил на балки перекрытия.

Крепление стропил к мауэрлату, смотрите на видео:

Врубку с одним зубом используют, когда у крыши большой угол уклона. Это означает, что крепление стропил к балкам перекрытия производится под углом больше 35 градусов. В ноге вырезают зуб с шипом, а в балке для входа шипа создают гнездо. При этом глубина выемки не может быть более 1/3 или 1/4 части толщины балки, в противном случае происходит ослабление элемента. Врубку производят, отступив от края балки 25 – 40 сантиметров, тогда удастся избежать вероятности сколов. Чтобы не допустить сдвига соединения в бок, одинарный зуб необходимо создавать вместе с шипом. 

Врубку с двойным зубом выполняют для пологих кровель, когда угол между элементами соединения не превышает 35 градусов, ее выполняют одним из таких способов:

• два шипа;
• упор без шипа;
• упор, дополненный шипом;
• соединение по типу замка с двумя шипами и другие варианты. 

Для обоих зубов глубина врезки обычно одинаковая. Но в ряде случаев первый дополненный шипом зуб врубают на 1/3 толщины балки, а второй – на 1/2. 

При создании крыш встречается такой способ устройства стропил, когда соединяют стропильные ноги и деревянные потолочные балки перекрытия, но его используют редко. В данном случае в ноге вырезается зуб-упор так, что одна из его плоскостей ложится на плоский край балки, а другая плоскость упирается в запил, сделанный глубиной в 1/3 часть толщины балки. Для надежности помимо врубки выполняют дополнительное соединение при помощи хомутов, болтов, проволочных петель или полосок металла. 

Утепление

Основное свойство любого утеплителя – его теплопроводность. Чем она ниже, чем лучшее утепление обеспечивается слоем фиксированной толщины.

Для каждого региона страны в зависимости от зимних температур в нем российским СНиП 23-02-2003 предлагаются собственные нормы теплового сопротивления ограждающих конструкций.

Тепловое сопротивление складывается из сопротивления каждого из слоев стены или перекрытия; однако именно для перекрытий свойствами настила, паро- и гидроизоляции можно пренебречь, поскольку их теплоизолирующие качества серьезно уступают таковым у любого современного утеплителя.

95% теплоизоляции обеспечиваются уложенным между балок утеплителем.

Толщина слоя утеплителя рассчитывается по простейшей формуле: она равна произведению расчетного теплового сопротивления и коэффициента теплопроводности выбранного теплоизоляционного материала.

Очевидно, для расчета не хватает только справочных данных. Чтобы избавить читателя от их поиска, приведем эти значения здесь.

Город	Нормированное тепловое сопротивление перекрытия, (м2*С)/Вт
Архангельск	4,6
Калининград	3,58
Москва, Пенза, Саратов	4,15
Краснодар	2,6
Астрахань	3,6
Оренбург	4,49
Пермь	5,08
Тюмень	4,6
Омск	4,83
Екатеринбург	4,38
Сургут	5,28
Красноярск	4,71
Чита	5,27
Хабаровск	4,6
Владивосток	4,03
Петропавловск-Камчатский	4,38
Магадан	5,5
Анадырь	6,39
Верхоянск	7,3

Суровый климат Верхоянска заставляет серьезно озаботиться утеплением.

Утеплитель	Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/(м2*С)
Пенопласт С-25	0,04
Экструдированный пенополистирол	0,031
Пенополиуретан	0,04
Стекловата (маты)	0,05
Пеностекло	0,1
Базальтовая вата	0,042

Давайте в качестве примера своими руками выполним расчет утепления перекрытия над холодным подполом для дома, построенного в Астраханской области.

Утеплитель – базальтовая вата.

На фото – плитный утеплитель на основе базальтовой ваты.

1. Нормированное теплосопротивление из верхней таблицы берется равным 3,6 (м2*С)/Вт.
2. Теплопроводность базальтовой ваты равна 0,042 Вт/(м2*С).
3. Минимально необходимая толщина утеплителя, таким образом, равна 3,6*0,042=0,1512 метра, или 15 сантиметров.

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.

Нюансы, которые присутствуют при устройстве

Основными нюансами при сращивании существующих в наличии балок являются:

1. Площадь стыкуемой части балки. Чем она больше, тем крепче и надежнее будет соединение, а значит, и использовать такую балку можно даже при планируемых огромных нагрузках.
2. Стыковка может проводиться как специальным столярным клеем, так и металлическими креплениями. Если используется клей, то соединенные торцы необходимо положить под гнет до совершенного высыхания клея. Сочетание столярного клея и металлических креплений усиливает прочность.

Если возведение перекрытий проводится самостоятельно, то владелец сам должен оценить, как именно стоит срастить имеющиеся в наличии балки. Однако если все строительные работы выполняются нанятыми специалистами, то стоит прислушаться к рекомендациям бригадира.

Соединение двутавра металлического болтами

Двутавровая балка стальная в продаже отличается тем, что ее помимо сварки можно скреплять болтами. Это чаще всего нужно, если конструкция должна быть передвижной.

У этого метода есть свои преимущества. Во-первых, места болтового крепления прочнее, так как лишены остаточного напряжения металла после сварки. Во-вторых, такую конструкцию можно собирать и разбирать любое количество раз. В-третьих, не требуются специальные работы по разрезанию и сварке, а значит – и отдельные специалисты этого дела. Наконец, в-четвертых, такая конструкция лучше противостоит ударам и вибрации.

Какие требования предъявляют к перекрытиям?

Перекрытия должны обладать прежде всего необходимой прочностью, чтобы выдерживать собственный вес и действующие на них нагрузки (равномерно распределенные или сосредоточенные).

Согласно СНиП 2.01.07-85 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ (а точнее, в более актуальной редакции свод правил СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»), перекрытия в жилых зданиях должны выдерживать равномерно распределенную нагрузку не менее 200 кг/м². Вместе с тем на практике междуэтажные перекрытия в частном загородном доме обычно рассчитываются на более высокую нагрузку, а чердачные — на меньшую. Особый расчет нужен тогда, когда предполагаются сосредоточенные нагрузки значительной величины — ванна большого объема, спа-бассейн, котел, рояль и пр.

Другое требование — перекрытие должно быть жестким, то есть не прогибаться под действием нагрузок (допустимый прогиб — от 1/200 пролета для чердачных перекрытий до 1/250 пролета для междуэтажных), а также не быть зыбким, то есть не колебаться при перемещении мебели или движении людей.

Для повышения жесткости перекрытия деревянные балки укрепляют распорками

Деревянные балки укреплены распорками, которые повышают жесткость конструкции

Балки из неклееной древесины зачастую имеют высокий процент влажности, из-за чего могут деформироваться в процессе эксплуатации здания. Неклееными балками можно перекрыть пролет длиной не более 6 м.

Кроме того, перекрытия призваны обеспечивать защиту комнаты от проникновения в нее воздушного и ударного шума из помещений, расположенных выше или ниже. В конструкции балочного перекрытия для погашения шума предусматривают плиты из минераловатного утеплителя, устанавливаемые в промежуток между опор. От толщины изоляционного слоя зависит уровень шума в помещении. Обычно создают слой утепления толщиной 150 мм.

Бывают случаи, когда балки перекрытия должны частично оставаться в интерьере, а толщина их скрытых за подшивкой потолка частей недостаточна, чтобы уложить между ними плиты требуемой для обеспечения хорошей толщины изоляции. Тогда можно установить поверх балок каркас из деревянных брусков, также заполненный плитами из минеральной ваты. Наиболее эффективное в плане звукоизоляции решение — перекрытие, состоящее из двух контуров деревянных балок (как вариант — разнонаправленных), не имеющих контакта между собой. Каждый контур заполняют звукоизоляционным материалом.

Перекрытие должно быть теплоизолированным в том случае, когда оно разделяет помещения с разницей температур <10 °С (например, находится между холодным подвалом или чердаком и отапливаемой жилой комнатой). Наконец, ему нужно обладать огнестойкостью — иметь степень горючести, соответствующую требованиям противопожарных норм.

В зданиях из бревна и бруса имеет смысл опирать балки перекрытия обоими концами на несущие стены: осадка таких стен примерно одинаковая, а значит, перекоса перекрытий не произойдет