Mebelgeometry.ru

Мебельная геометрия
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Балочные перекрытия что это?

Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж

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

Требования к деревянному перекрытию

Материал, использованый для балок деревянных перекрытий должен обладать некоторыми свойствами и требованиями, например:

  • Прочность. Материал должен быть в состоянии выдерживать огромные нагрузки. Причем должны быть учтены как постоянные, так и переменные нагрузки;
  • Достаточная жесткость (имеется ввиду способность материала противостоять сильным изгибам);
  • Тепловая и звуковая изоляция;
  • Противопожарная безопасность.

Все требования должны строго соблюдаться. От этого зависит общая безопасность здания.

Перекрытия без балок

Безбалочные конструкции имеются трех видов: монолитные, сборно-монолитные и сборные . Монолитные перекрытия заливают непосредственно на месте монтажа и ждут застывания раствора до 4 недель. Сборно-монолитные – на специальные балки устанавливаются блоки, после чего вся конструкция заливается бетоном в армирующей сеткой. Сборные – плиты устанавливаются на несущие стены и скрепляются между собой арматурой.

Перекрытия монолитного типа

Перекрытие монолитного типа сооружается прямо на месте перекрытия и имеет вид цельной бетонной конструкции. Опалубка заливается бетоном с двумя армирующими сетками, толщина такого перекрытия может достигать 25 сантиметров.

Работа делается в 3 этапа:

  1. Создается опалубка, которая стоит на нижнем перекрытии.
  2. Делают и устанавливают сетку из арматуры с сечением до 12 мм.
  3. Опалубка заливается бетоном.

Рассмотрим преимущества монолитного перекрытия:

  • Не нужно заказывать подъёмную технику для подъёма тяжелых плит.
  • Можно перекрыть пролёт любой формы и сложности.
  • Лучшая прочность по сравнению с плитами.

Однако не стоит забывать и о недостатках, в этом случае они явные. Вес конструкции гораздо больше, чем у пустотных плит, что увеличивает нагрузку на несущие стены. Стоимость почти на треть выше, чем перекрытия их плит. Значительно увеличивается срок возведения всего здания, ведь полного застывания монолитного покрытия нужно ждать 4 недели, согласно всем требованиям.

Сборные перекрытия

Сегодня самым популярным и востребованным материалом при перекрытии пролетов здания считаются пустотные плиты. Укладка плит, при наличии техники, производится очень быстро, плиты укладывают вплотную, а щели замазывают раствором. Можно не переживать за прочность полученной конструкции, так как все материалы выпущены на заводе и соответствуют всем ГОСТам.

  • Не нужно долго ждать, пока раствор полностью затвердеет.
  • Малый вес – это существенно уменьшит нагрузку на стены и фундамент.
  • Скорость установки – для этого нужен только кран и два рабочих для направления плит.
  • Хорошая прочность – плиты разрабатываются с максимальной прочность 1600 килограмм на квадратный метр.

Из минусов можно отметить малый выбор размеров плит. Можно конечно пилить плиты, но эту услугу лучше заказывать у поставщика на заводе, а не пилить плиты самостоятельно.

Как высчитать расстояние между двутавровыми балками

Если внимательно ознакомится с представленными выше таблицами, то становится понятно, что с увеличением длины пролёта, в первую очередь, необходимо делать увеличение высоты лаги, а не её ширины.

Менять жёсткость и прочность лаг в сторону увеличения можно, увеличив её высоту и сделав «полки». То есть – делается деревянная двутавровая балка.

4 Чем утеплять деревянное балочное перекрытие?

Утеплитель обычно располагают между балками, и наиболее удобны в монтаже плиты из минеральной ваты. Более экзотический — задувная целлюлозная вата, но эта технология требует специального оборудования. Утепление пенопластом в данном случае более трудоёмко и обходится дороже, так как нужно запенивать множество стыков. Правда, можно расположить плиты экструдированного пенополистирола поверх балок и чернового наката, но такие системы стоят дороже, так как требуют устройства стяжки (сборной или монолитной) и увеличения высоты стен (из-за большей толщины перекрытия).

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07–85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Читать еще:  Шаг армирования плиты перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Наименование материалаПлотность или насыпная плотность, кг/м 3
Асбоцементный лист750
Базальтовая вата (минеральная)50–200 (от степени уплотнения)
Берёза620–650
Бетон2400
Битум1400
Гипсокартон500–800
Глина1500
ДСП1000
Дуб655–810
Ель420–450
Железобетон2500
Керамзит200–1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон1800
Кирпич полнотелый1800
Линолеум1600
Опилки70–270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб22 кг/м 2
Паркет, 20 мм, щитовой14 кг/м 2
Пенобетон300–1000
Пенопласт60
Плитка керамическая18 кг/м 2
Рубероид600
Сетка проволочная1,9–2,35 кг/м 2
Сосна480–520
Сталь углеродистая7850
Стекло2500
Стекловата350–400
Фанера клееная600
Шлакоблок400–600
Штукатурка350–800 (от состава)

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

2. Переменная нагрузка

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

3. Суммарная нагрузка

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

  • 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
  • 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2 ) приведен в таблице 3.

Таблица 3

МатериалОбъем, м 3Плотность, кг/м 3Масса, кгУдельная нагрузка, кг/м 2
Брус (сосна)9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455500222,7514,85
Доска (сосна)15 х 0,04 = 0,650030020,0
Фанера15 х 0,01 = 0,15600906,0
Линолеум15 х 0,005 = 0,07516001208,0
Минвата15 х 0,12-0,405 = 1,395100139,59,3
Итого:58,15
С учетом k = 1,270

Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м 2 .

Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м 2 .

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

  • h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)
  • qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
  • L — длина балки, L = 330 см;
  • Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
  • J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .

Для нашего примера:

  • h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:

Расчет балок перекрытия

Планируя строительство перекрытия, для начала следует рассчитать конструкцию его основы, то есть длину балок, их количество, оптимальное сечение и шаг расположения. От этого будет зависеть, насколько безопасным окажется ваше перекрытие и какую нагрузку оно сможет выдерживать при эксплуатации.

Длина балок

Длина балок зависит от ширины пролета, а также от способа крепления балок. Если балки будут закреплены на металлических опорах, их длина будет равняться ширине пролета. При заделке в пазы стен, длину балок рассчитывают, суммируя величину пролета и глубину заведения двух концов балки в пазы.

Шаг расположения балок

Расстояние между осями балок выдерживают в пределах 0,6-1 м.

Количество балок

Расчет количества балок выполняют следующим образом: планируют размещение крайних балок на расстоянии минимум 50 мм от стен. Остальные балки размещают в пространстве пролета равномерно, в соответствии с выбранным интервалом (шагом).

Читать еще:  Какой потолок сделать по деревянным перекрытиям?

Сечение балок

Балки могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое, двутавровое сечение. Но классическим вариантом все же является прямоугольник. Часто используемые параметры: высота – 140-240 мм, ширина – 50-160 мм.

Выбор сечения балки зависит от ее планируемой нагруженности, ширины пролета (по короткой стороне помещения) и интервала размещения балок (шага).

Нагруженность балки высчитывают, суммируя нагрузку ее собственного веса (для междуэтажных перекрытий – 190-220 кг/м 2 ) с временной (эксплуатационно й) нагрузкой (200 кг/м 2 ). Обычно, для эксплуатируемых перекрытий, нагрузку принимают равной 350-400 кг/м 2 . Для чердачных неэксплуатируемы х перекрытий можно брать меньшую нагрузку, вплоть до 200 кг/м 2 . Специальный расчет необходим, если предполагаются значительные сосредоточенные нагрузки (например, от массивной ванны, бассейна, котла и т.п.).

Балки укладывают вдоль короткого пролета, максимальная ширина которого – 6 м. На большем пролете неизбежно провисание балки, которое приведет к деформации конструкции. Однако и в такой ситуации есть выход. Для поддерживания балок на широком пролете устанавливают колонны и опоры.

Сечение балки напрямую зависит от ширины пролета. Чем больше пролет, тем более мощную (и прочную) балку необходимо выбирать для перекрытия. Идеальный пролет для перекрытия балками составляет до 4 м. Если пролеты шире (до 6 м), то использовать необходимо нестандартные балки с увеличенным сечением. Высота таких балок должна составлять не менее 1/20-1/25 от величины пролета. Например, при пролете 5 м нужно использовать балки с высотой 200-225 мм при толщине 80-150 мм.

Конечно, самостоятельно выполнять расчеты балок необязательно. Можно воспользоваться готовыми таблицами и диаграммами, в которых указаны зависимости размеров балок от воспринимаемой нагрузки и ширины пролета.

После выполнения расчетов можно приступать к устройству перекрытия. Рассмотрим весь технологический процесс, начиная с фиксирования балок на стены и, заканчивая, финишной обшивкой.

Особенности балочного перекрытия домов

Независимо от того, будете ли вы создавать перекрытия в своем доме самостоятельно или обратитесь за помощью к профессионалам, вам вряд ли удастся придумать что-то более эффективное, чем установка балок перекрытия. Видео о том, как правильно осуществлять такой монтаж и обо всех нюансах этого процесса, вы можете найти внизу этой страницы.

Балочные системы перекрытия имеют такие особенности:

  • Их основой являются деревянные или металлические элементы, которые опираются на несущие стены здания. Параметры их сечений зависят от дистанции между деталями и ширины пролетов, которые будут перекрываться. Просчитывая сечения балок, важно учесть ту нагрузку, которую им придется выдерживать.
  • Функциональность, надежность и безопасность балочного перекрытия зависит от выбора материала. Если выполняется установка металлических балок перекрытия, выбор не будет сложным, а вот при покупке деревянных балок выбирать их нужно очень тщательно. Использовать можно и лиственные породы деревьев, но, если будет такая возможность, лучше покупать хвойные. Они намного прочнее и выносливее, дольше служат и практически не деформируются. Главный показатель качества древесины – уровень ее влажности. Если дерево плохо просушили, оно уже в составе дома будет высыхать дальше. Это может привести к деформированию, как отдельных деталей, так и всей конструкции.
  • Материал, который будет использоваться для перекрытий в доме, должен быть без дефектов и изъянов. Если вы увидите на балках много сучков, трещин или гниль – не покупайте его. Такой материал станет началом разрушения здания еще до введения его в эксплуатацию. В тех местах, где балки соприкасаются со стенами, их нужно выровнять. Можно для этого использовать просмоленные кусочки древесины.
  • Создавая потолочное перекрытие из балок, не забудьте про необходимость усиления их стыков на внутренних стенах. Для этого можно использовать скобы, металлические хомуты или деревянные накладки. Их толщина должна превышать 4 сантиметра.
  • Один и тот же материал подойдет как для потолочных, так и для напольных и междуэтажных перекрытий.

Виды балок перекрытия – преимущества и недостатки

Деревянные балки

Их чаще всего выбирают в качестве перекрытий в домах из дерева, бруса, в кирпичных домах и домах, построенных из газосиликатных блоков для мансардных перекрытий, а также в случаях, если хотят сэкономить на материалах, либо если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия между этажами, а также при нестабильных грунтах на участке.

Основной материал, используемый для балок подобной вариации – древесина лиственной и хвойной породы, тщательно просушенная и прошедшая специальную обработку, что позволяет улучшить её эксплуатационные и технические параметры. Подобное балочное перекрытие включает в себя непосредственно сами балки, утеплитель, накат и пол.

Читать еще:  Зачеканка швов плит перекрытия

Преимущества:

  • удобство и простота монтажа;
  • приемлемая стоимость;
  • незначительный вес изделия.

Недостатки:

  • высокий уровень огнеопасности;
  • подверженность поражению жуком-короедом;
  • возможное гниение конструкции с течением времени;
  • конструкция перекрытия по деревянным балкам применяется только до четвертого этажа.

С целью упрощения расчета деревянной балки и выбора для нее сечений и шага мы приводим таблицу, которая поможет определиться с предварительным выбором сечений для однопролетных деревянных балок. Вам остается только собрать нормативные нагрузки:

При монтаже деревянные балки перекрытия укладываются на поперечные опоры, которыми может служить дополнительный брус, либо армопояс, залитый по периметру кладки стены. Поперечные опоры служат для равномерного распределения нагрузки на стены, и далее на фундамент дома. Части балок, укладываемые на стены, оборачиваются гидроизоляционным материалом. Обычно используют рубероид, при этом торцы не изолируют, что позволяет балке «дышать».

Самое главное при выборе материала для перекрытий по деревянным балкам — внимательно подбирать качественную древесину без трещин, повреждений, хорошо высушенную, с пропиткой от возгорания и гнили, а также с подходящим для постройки расчетным сечением балок.

В частном строительстве частая практика — использование монолитных бетонных перекрытий, либо других видов наиболее прочных перекрытий на нижних этажах постройки, и одновременное использование балочных перекрытий на более высоких этажах — например, мансарде. Делается это с целью облегчения общих нагрузок на фундамент.

Стальные балки

Металлические балки перекрытия выполнены из высокопрочного стального сплава по технологии горячего или холодного катания. Конструктивно представлены в виде двутавра, швеллера или уголка, при этом двутавровые балки имеют наибольшую востребованность и популярность. Укладка возможна, как «плашмя», так и на ребро.

Преимущества:

  • допустимы пролеты большей длины, нежели при использовании балок из дерева;
  • стойкость к воздействиям биологического характера и гниению;
  • огнеустойчивость.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • возможно образование коррозии;
  • низкие звуко- и теплоизоляционные параметры;
  • для монтажа требуется специальная техника.

Железобетонные балки

Железобетонные балки перекрытия – оптимальный вариант для крупномасштабного строительства, способный выдержать даже существенные внешние нагрузки при большой длине обустраиваемого пролёта. Нагрузочные параметры представлены на очень высоком уровне.

Преимущества:

  • отсутствие прогибов;
  • повышенная несущая способность;
  • формирование длинных пролётов с различными формами.

Недостатки:

  • сложность монтажа;
  • потребность задействования специализированной техники.

Комбинированные балки

Комбинированная балка выполнена на основе сразу нескольких материалов, например, дерева и ОСП. Их использование распространено в частном строительстве при создании каркасных домов. Изделия могут иметь различную форму, но наибольшую распространённость имеет комбинированная двутавровая балка, способная эффективно сопротивляться разного рода внешним нагрузкам, выдерживая даже значительные напряжения.

Преимущества:

  • отличные прочностные данные;
  • стойкость к деформированию;
  • незначительный вес.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • неудобство утепления плитным материалом.

Дефекты, причины и их устранение

К дефектам балочных перекрытий можно отнести:

  • сучки на деревянных ригелях;
  • трещины на железобетонных балках;
  • прогнившие участки;
  • участки с образованием плесени;
  • деформации балок;
  • коррозия стальной конструкции;
  • удары и вмятины на железобетонных или металлических изделиях.

Причинами таких дефектов становится не только неправильный монтаж устройства, но и их расположение в местах, которые не были для этого подготовлены. Деревянные изделия прогнивают из-за отсутствия вентиляции в нише, куда они закладываются. Здесь оседает конденсат и образуется грибок. Деформация металлических изделия происходит при неправильной транспортировке.

Чтобы выровнять прогнувшиеся балки, их нужно поднять и усилить их несущую способность. Поднимают ригеля с помощью винтовых стальных домкратов, иногда с помощью вертикальных брусьев, которые по длине превышают расстояние от пола до потолка. Также это можно сделать металлическими полосами по ширине равными высоте балки.

Устройство балочного перекрытия

При монтаже нужно обязательно соблюдать уровень всех вертикалей и горизонталей. Для этого предварительно натяните маячный шнур и устанавливайте каждую балку, ориентируясь на него. Только таким образом можно обеспечить идеальное устройство балочного перекрытия.

Это обеспечит ровность всех балок относительно друг друга. Чтобы при монтаже наката балки не двигались, скрепите их между собой. Не забывайте, что деревянные перекрытия легко воспламеняются, поэтому если сквозь них проходят печные или каминные трубы, то между трубой и элементами перекрытия должно сохраняться расстояние не менее 40 см. Все электрические кабели, проходящие внутри или снаружи перекрытия, укладываются в кабель-канал (монтажный короб) или гофру.

Таблица. Расстояние между балками междуэтажного (чердачного) перекрытия, см

Сечение

Расстояние между стенами, м

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector