Дерев'яні перекриття. Розрахунок дерев'яних балок перекриття

Незважаючи на різноманітність матеріалів, що застосовуються для виготовлення перекриттів у будинках, дерево залишається самим затребуваним для невеликих житлових споруд з двома або трьома поверхами. Це пов'язано з їх особливими властивостями:

дерев'яні перекриття мають невелику вагу у порівнянні з аналогами із залізобетону і тим більш монолітними, і зберігають при цьому хороші експлуатаційні показники;

його просто обробляти, тому монтажні роботи по установці здійснюються без використання спеціальної техніки, що неможливо для інших матеріалів;

особливість конструкції перекриттів з дерева дозволяє використання будь-яких ізоляційних матеріалів;

готові дерев'яні перекриття є найкращою основою для проведення фінішної обробки стелі або підлоги;

дерево досі є найбільш екологічно чистим і безпечним матеріалом.

Єдиним недоліком його використання можна вважати обмеження в допустимому навантаженні, що зменшує сферу їх застосування.

Види перекриттів в будинку

В залежності від планування, наявності підвального приміщення, проведеного опалення та кількості поверхів можуть використовуватися наступні дерев'яні перекриття в будинку:

цокольні або підвальні;

міжповерхові чи мансардні;

горищні.

Кожне перекриття в залежності від типу приміщення, планованого температурного режиму і рівня вологості виконує свою функцію. Для цього під час монтажу відбувається укладання необхідної ізоляції, яка перешкоджає проходженню звуку, вологи і тепла і дозволяє надійно розділити приміщення в будинку.

Структура перекриття

Пристрій дерев'яних перекриттів залежить від їх функціонального призначення, але всі вони мають дуже схожу структуру. Їх головною складовою, яка служить основою для інших елементів, є дерев'яні балки, закріплюються до несучих конструкцій будинку, тобто до стін. Вся майбутня навантаження під час експлуатації будинку лягатиме саме на них. Тому розрахунок дерев'яних балок перекриття займає важливе місце на підготовчому етапі.




Для виготовлення балок використовується дерев'яний брус з хвойних порід дерев, майже не прогинаються з плином часу, в відміну від листяних. На встановлені балки закріплюється чорнової або допоміжний підлогу. Для цього використовується фанера, листи ОСП або ДСП, поверх яких після завершення робіт кріпиться фінішне покриття, покриття або стельове. Утворене між чорновою підлогою і стелею простір заповнюється різними ізоляторами в залежності від параметрів приміщення.

Варіанти перекриття для різних приміщень

Залежно від типу приміщення дерев'яні перекриття можуть мати різну будову. Все можливо три варіанти:

для цокольних перекриттів, де характерна різниця температур і підвищена вологість, потрібне застосування пароізоляції, підвищеного шару теплоізоляції та спеціальної відбиває плівки чи фольги;

для міжповерхових перекриттів, яким властива проста структура, у зв'язку з рівномірним температурним режимом і стабільним рівнем вологості обов'язково необхідна шумоізоляція;

для горищних перекриттів, якщо вони не опалюються, використовується таке наповнення, як і для цокольних, з тією відмінністю, що розташування ізоляторів відбувається в зворотному порядку через напрямку дії холоду.

Більш детально про будову різних перекриттів буде написано нижче.

Види конструкцій

Дерев'яні перекриття в будинку залежно від розміру отвору можуть мати різну конструкцію, яка повинна витримувати задані навантаження і передбачати розміщення технологічних елементів, у тому числі надають жорсткість, а також різну кріпильну фурнітуру. Сьогодні дерев'яні перекриття споруджуються за допомогою трьох основних видів конструкцій:

за допомогою балок, найстаріший з усіх вигляд, в якому надійність конструкції забезпечується балками з масиву квадратної або прямокутної форми, укладеними з кроком від 60 см до 10 м;

з допомогою ребер, в якому жорсткість створюється дошкою товщиною до 7 см і шириною не менше 20 см, покладеної на ребро з кроком не більше 60 см;

балочно-ребристий, що використовується для прольотів до 15 м і складається з балок і перпендикулярно встановлених, закріплених до них ребер.

Нижче наводяться показники кожного виду конструкцій.

№ п. п.



Вид перекриття



Проліт перекриття



стандарт, м



максимум, м



1



Балкові



6



15



2



Ребристі



5



12



3



Балочно-ребристі



15

Таким чином, вид конструкції перекриття визначається для кожного отвору індивідуально.

Способи кріплення балки до стіни

Для створення надійної конструкції всі балки повинні бути міцно закріплені в несучих стінах. Це можна зробити кількома способами. Одні використовуються, як і самі дерев'яні перекриття, кілька століть, інші стали можливі відносно недавно. Перший спосіб - традиційний . Застосовується для цегельних будинків або побудовані з бруса. Балки поміщають всередину стіни в спеціально зроблену нішу на глибину від 10 до 15 см з дотриманням кількох правил:

рекомендована глибина становить 2/3 товщини несучої стіни;

частина балки, стикається зі стінками ніші, закривається руберойдом у два шари;

торцеві частини обрізаються під кутом приблизно 60° для доступу повітря до дерева;

відстань між балкою і стінками ніші становить не менше 55 см;

балка лягає на оброблену антисептиком дерев'яну підкладку;

порожній простір заповнюється утеплювачем;

бокові сторони замазують цементним розчином;

кожна п'ята (можна частіше) балка додатково закріплюється до стіни анкером.

Якщо цей спосіб застосовується для кріплення дерев'яних будинків, глибина ніші становить не більше 7 см з обов'язковим укладанням ізоляції між стіною і балкою. Це знижує ймовірність появи скрипу. Другий спосіб полягає у використанні спеціальних металевих кріплень:

куточків;

хомутів;

кронштейнів.

Вибраний кріплення фіксується до стіни і до балки за допомогою шурупів або дюбелів. Іноді металеве кріплення може використовуватися для посилення конструкції. Цей спосіб дозволяє встановлювати дерев'яні балки швидше і простіше. При цьому традиційний варіант досі залишається найбільш надійним.

Твір розрахунків

Визначившись з видом конструкції, необхідно підготувати розрахунок дерев'яного перекриття, в першу чергу необхідної кількості балок, з урахуванням потрібного перерізу і порядку розташування. Точно проведені розрахунки дозволять уникнути неприємних сюрпризів у процесі експлуатації. Довжина балки розраховується, виходячи з розмірів отвору і обраного способу кріплення. Для традиційного способу загальна довжина включає ширину отвору і довжину частин, які розміщені в нішу. Якщо використовуються кріплення, довжина балки дорівнює ширині прорізу. Відстань між балками, або крок, зазвичай більше 60 см і менше 1 м, але можна розміщувати частіше. Кількість розраховується шляхом ділення довжини отвору на вибраний крок з обов'язковим наголошенням крайніх балок від стіни мінімум на 5 см.

Особливості розрахунку

Переріз балки залежить від трьох параметрів:

ширини прорізу;

відстані між балками;

планованого навантаження.

Середня навантаження зазвичай вважається рівною приблизно 400 кг на квадратний метр (свою вагу близько 200 кг і максимальне навантаження 200 кг). Для нежитлових приміщень ця величина може бути в два рази менше. Перетин прямо пов'язано з шириною отвору. Чим він ширший, тим більше повинно бути значення. Тут використовується правило співвідношення величини отвору і висоти балки, рівне 1/25. Наприклад, для отвору шириною 5 м потрібна балка висотою 200 см. Найчастіше використовується перетин 5-16 см в ширину і 14-24 см в довжину прямокутної форми. Сьогодні провести розрахунок дерев'яних балок перекриття можна, використовуючи калькулятори, які перебувають у безкоштовному доступі в мережі або готові таблиці. Таблиця розрахунку перерізів в сантиметрах для навантаження 400 кг на метр квадратний

Отвір, м/крок, м



20



25



30



35



40



45



50



06



75 х 100



75 х 100



75 х 200



100 х 200



100 х 200



125 х 200



150 х 225



10



75 х 150



100 х 150



100 х 175



125 х 200



150 х 2001



150 х 225



175 х 250

Після завершення розрахунків можна починати встановлювати дерев'яні перекриття.

Особливості установки цокольного перекриття

Установка цокольного перекриття може бути зроблена із застосуванням будь-якого з трьох описаних видів конструкцій. При установці по балках використовується додатковий елемент - черепної брусок - розміром 50 х 50 см. Він закріплюється знизу до балки на одному рівні, і допоміжне покриття кріпиться на нього. Далі укладається шар теплоізоляції (пінопласт, пінополістирол, вата) товщиною не менше 10 см, який накривається пароізоляцією, бажано в рулонах. При відстані між балками більше 60 см спочатку встановлюються лаги, до яких кріпиться друге чорнове покриття (фанера, ОСП або ДСП). Зверху можна укладати фінішне покриття. Для встановлення по ребрах черепні бруски не використовуються. Чорновий стелю (фанера або ОСП) нашивається безпосередньо до ребер з кроком не більше 15 см. Теплоізоляція щільно укладається між ребрами. Далі укладається пароізоляція і чорнову підлогу. Установка балочно-ребристого перекриття проводиться аналогічно.

Особливості установки міжповерхового перекриття

Коли встановлюється дерев'яне перекриття між поверхами, головне завдання — забезпечення гарної звукоізоляції. Однаковий температурний режим і відсутність вологи дозволяють не використовувати пароізоляцію. Іншими словами, якщо бюджет жорстко обмежений, можна відступити від деяких обов'язкових правил. Встановлюючи перекриття другого поверху на балках, як правило, завжди застосовуються додатково лаги, до яких кріпиться чорнову підлогу з фанери або ДСП. Крім цього, рекомендується використання черепного бруса. Дерев'яне перекриття між поверхами відрізняється від всіх інших використанням гумовою або пробкової підкладки товщиною до 5 мм, що розміщується двічі:

між балками та лагами;

між допоміжним підлогою і фінішним покриттям.

Для монтажу перекриття на ребрах обрешітка не застосовується. Ще однією особливістю є виконання обрешітки для стелі першого поверху з дерева, так як металевий профіль може видавати в процесі експлуатації шум.

Особливості установки горищного перекриття

Як було зазначено раніше, дерев'яне горищне перекриття дуже схоже з цокольним. Відмінність полягає в русі холодного повітря, яке на горищі рухається зверху вниз, а в підвалі - навпаки. Саме тому найчастіше допускається одна серйозна помилка. Замість розміщення пароізоляції під утеплювачем його розміщують зверху, як на цокольному поверсі. Для додаткової безпеки на теплоізоляцію можна покласти гідроізоляцію в рулонах, охороняє від прямого потрапляння вологи через дах.

Експлуатація та профілактика

Правильно вибрані, добре оброблені і грамотно укладені балки можуть служити досить довго. Але це не виключає необхідності періодичної профілактики та перевірки. Якщо виникає підозра в пошкодженні будь-якого елемента конструкції, рекомендується своєчасно здійснити його заміну або посилення.