Брус на перекрытие

Брус на перекрытие

Перекрытия первого этажа между подвалом или подполом выполняются как правило либо из специальных плит перекрытия, либо по балкам опирающимся на достаточно часто стоящие опорные столбики.

Это решает многие проблемы по их расчету, устройству и дальнейшей эксплуатации. Но балки межэтажный перекрытий опираются только своими краями на стены помещений и не имеют никаких дополнительных опор. Поэтому к их устройству требуется более тщательный подход.

Для устройства балок перекрытия следует применять только уже сухую древесину, как минимум 1 года сушки на воздухе, лучше – 2-3 года. Те, кто укладывает балки из свежеспиленного леса «этого года» рискует получить большой провис балок даже при их небольшой длине. Как правило, для балок применяют древесину хвойных пород, причем ее комлевую часть, содержащую минимальное количество сучков.

В зависимости от планируемой нагрузки на перекрытие выбирают частоту укладки балок перекрытия. Как правило, это не реже 1 метра , а обычно чаще.

Самое прочное на изгиб сечение деревянной балки 5 : 7. Т.е. 7 мер в высоту балки, 5 мер в ширину. Такая балка прочна и на изгиб, и на кручение. Если балка будет более широкой, чем высокой — они будет иметь излишний прогиб. А если наоборот – у нее возникнет тенденция к изгибу в сторону под нагрузкой. Так, из имеющихся «стандартных» типоразмеров пиломатериалов весьма удобно использовать либо брус с сечением 10 х 15 см, либо сшитые между собой пару досок-«пятидесяток» (50 х 150 мм).

Балка прогибается под тяжестью собственного веса под тяжестью нагрузки более высокого этажа (мебели, пола… и т.д.). При этом следует бороться не с прогибом как с явлением, но следует учитывать его и просчитывать заранее. Для этого поступают следующим образом.

Допустимый прогиб балки считается 1/200 – 1/300 от ее длины. Т.е. балка длиной в 6 метров прогнется примерно на 2-3 см. Что бы потолок нижнего этажа не опускался вниз «пузырем», то балку подтесывают со стороны обращенной вниз рубанком на эту величину так, что бы выбрать 2-3 см. древесины. Т.е. придают балке как бы вид арки. Концы балки остаются прежними, а в середине она становится тоньше на 2-3 см. После укладки такая балка будет слегка выгнута вверх, но довольно быстро под нагрузкой она станет практически горизонтальной.

Обычно при расчете деревянных балок считают, что ее сечение должно быть не хуже 1/25 ее длины. Например, 6-ти метровое перекрытие должно быть не менее 24-25 см в толщину. При ширине балки 15 – 18 см, соответственно. Поскольку выдерживать такие параметры затруднительно (из-за отсутствия пиломатериалов таких размеров), производят их набор из более мелкоразмерных (по сечению) материалов. При этом действует обычно следующие правила.

1) Уложенные рядом балки одной высоты суммируют свои «нагрузки». Т.е. если одна балка выдерживает 400 кг, то 2 балки — 800 кг.

2) Балки уложенные одна на другую (по вертикали) и скрепленные между собой выдерживают нагрузку в 4 раза больше, чем каждая из них. Поэтому выгоднее наращивать балки по высоте, чем толщине. Т.е. те же 2 балки, но положенные не рядом, а друг на друга выдержат уже 1600 кг, а не 800.

Разумеется, следует учитывать и возможность изгиба слишком высокой и узкой балки. Поэтому при оптимальном соотношении высоты к ширине 1,4 не следует превышать его значение более чем до 2,0 – 2,5 при условии надежного закрепления балки по всей длине.

Особо следует упомянуть необходимость тщательного скрепления балок друг с другом при их вертикальном соединении. Известна, т.н. балка Деревягина. В ней два бруса соединялись между собой при помощи шкантов и шпонок (примерно так же, как при укладке стен из бруса). Смысл этого — в устранении продольного смещения балок друг относительно друга при изгибе. Т.е. балки становятся как бы монолитным элементом, что и придает им дополнительную жесткость. Добиться подобной жесткости можно и более современными методами, например, с помощью клея, шкантов, шпилек и специальных металлических пластин.

Однако на увеличение высоты балок накладывает серьезные ограничения требования по рациональному использованию пространства дома. Поэтому более 20-30 см балки не делают (кому нужны перекрытия толщиной в пол-метра…). Следовательно, для увеличения несущей способности балок и перекрытий используют их более частую укладку. При этом важно учитывать несущую способность балок из расчета на 1 м2 перекрытия. И при этом оказывается выгоднее использовать более узкие, но высокие балки. Посудите сами:

Например для перекрытия 5 метрового пролета с нагрузкой 1200 кг потребуются 2 балки с сечением 200 х 150 мм уложенные через 1 метр. Их можно заменить 3-мя балками 200 х 70 мм , через пол-метра (выигрыш по объему пиломатериалов 30% !) или 4-мя балками 200 х 50. (выигрыш 34% )

Поскольку пиломатериал продается «по объему», правильный расчет балок может существенно снизить затраты на их устройство без потери качества и несущих свойств перекрытия.

Ниже я привожу примерную таблицу, которая поможет вам правильно выбрать сечения балок при устройстве межэтажных и чердачных перекрытий .

Разумеется, следует делать поправки и на изменение нагрузки, на качество материала, изменение частоты укладки балок и отклонения их от типовых размеров.

Константин Тимошенко

Главная / Проектирование стальных конструкций / Балки / Прокатные балки / Опорные узлы и сопряжения балок

Опорные узлы и сопряжения балок

При опирании балок непосредственно на каменные стены или бетонные конструкции необходимо обеспечить достаточную опорную поверхность для передачи опорного давления. Обычно к балке приваривается опорная плита. Размеры плиты принимаются такими, чтобы давление под плитой не превосходило расчетного сопротивления материала стены.

Опорные узлы балок

Толщина опорной плиты определяется из условия ее изгиба силами отпора, действующими снизу на плиту. Длинная плита во избежание больших деформаций, которые выключают ее из работы, может быть укреплена ребрами жесткости.

При опирании разрезных балок на стальные конструкции могут иметь место следующие виды сопряжений:

  1. этажное сопряжение;
  2. примыкание на болтах или заклепках;
  3. крепление при помощи столиков.

Этажное сопряжение является наиболее простым. Прикрепление балок в этом случае может осуществляться как на болтах, так и при помощи монтажной сварки.

Конструкция примыкания при помощи концевых уголков, осуществляемого на черных болтах или заклепках, имеет весьма широкое распространение. Опорное давление в этом креплении передается через уголки, которые обычно привариваются к стенке двутавра; эту приварку желательно осуществлять в кондукторах, так как отклонение уголков от вертикали приводит к дорогим переделкам на монтаже.

Шарнирные прикрепления прокатных балок

В примыкании по фигуре, в концевые уголки приварены швом, который испытывает не только срез от опорной реакции А, но также и изгиб от момента Ае. Шов у торца стенки балки в расчет не вводится. Рабочий сварной шов должен быть проверен на совместное действие усилий по условной формуле

Прикрепление балок может быть также осуществлено непосредственным примыканием стенки балки к ребрам или другим выступающим частям конструкций. При этом необходимо вырезать полки балки, производя резку по возможности по стенке, а не по полкам.

В примыканиях по фигуре, в и д крепежные болты обычно рассчитывают на срез от опорной реакции балки, увеличенной на 20%, учитывая наличие незначительного опорного защемления.

Крепление при помощи опорных столиков удобно для монтажа, так как дозволяет операцию привертки болтов производить после установки конструкции. В такой конструкции все опорное давление передается на заранее приваренный столик.

Для лучшей фиксации передачи опорного давления на рабочий столик применяют конструкцию, показанную на фигуре, ж. При этом опорное ребро должно быть пристрогано к опорному столику.

Однако такое фланцевое крепление требует повышенной точности при изготовлении.

Возможность непосредственной приварки балки к конструкции путем обварки ее по контуру исключается потому, что в этом случае при монтаже должны быть совмещены три операции: подъем, выверка и сварка; что осуществить одновременно почти невозможно, не говоря уже о необходимости повышенной точности резки при изготовлении таких балок.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Стыки прокатных балок

Стыки прокатных балок могут осуществляться при помощи сварки и клепки. Простейшей конструкцией сварного стыка является прямой стык. Сварные стыки прокатных балок Однако вследствие того, что для сварных швов установлены более низкие расчетные сопротивления растяжению, чем для основного металла (при обычных способах контроля за качеством шва), такой стык может быть расположен по длине балки только там,…

Дата публикации: 03.03.2018 00:00

Какие нагрузки выдержит брус?

Брус и бревно издавна использовали на Руси для строительства домов. Деревянные строения имеют целый ряд преимуществ:

  • Простота возведения здания.
  • Высокая скорость постройки;
  • Низкая стоимость.
  • Уникальный микроклимат. Деревянный дом «дышит», в нем воздух намного легче и приятнее;
  • Отличные эксплуатационные характеристики;
  • Деревянный дом хорошо держит тепло. Он теплее кирпичных зданий в 6 раз, а строений из пенобетона в 1, 5 раза;
  • Различные виды и размеры этого пиломатериала позволяют воплотить в жизнь самые разнообразные проекты и дизайнерские идеи.

Брус

Этот вид строительного материала представляет из себябревно прямоугольного сечения. Он считается самым дешевым пиломатериалом и в то же время очень удобным для строительства.

Изготавливают брус из пиловочных бревен, хвойных пород.

Виды бруса:

  • Двухкантный — обработаны (срезаны у бревна) только две противоположные стороны, а другие две оставлены закругленными.
  • Трёхкантный. Здесь срезаны три стороны.
  • Четырёхкантный–срезаны 4-истороны.

Размеры:

Стандартная длина бруса – 6 метров. Клееный брус – это сборная конструкция, поэтому здесь длина может достигать 18 метров.

Размеры сечения

  • Толщина от 100 до 250 мм. Размер шага сечения 25 мм, то есть толщина равняется 100, 125.
  • Ширина от 100 мм до 275 мм.

К выбору сечения бруса нужно подходить с особой тщательностью. Ведь от того какую нагрузку сможет выдержать этот строительный материал будет зависеть безопасность здания.

Для правильного подсчета нагрузки существуют особые формулы и программы.

Виды нагрузок

1. Постоянные. Это те нагрузки на брус, которые оказывает вся конструкция здания, вес утеплителя, отделочных материалов и кровли.

2. Временные. Эти нагрузки могут быть кратковременными, редкими и длительными. Сюда относятся движения грунта и эрозия, ветровые, снеговые нагрузки, вес людей при строительных работах.

Снеговые нагрузки разные, они зависят от региона возведения строения. На севере снежный покров больше, поэтому нагрузка на брус будет выше.

Чтобы расчет нагрузки оказался верным в формулу (ее можно найти в интернете) надо вводить оба типа нагрузок, характеристику строительного материала, его качество, влажность. Особенно тщательно нужно высчитать нагрузку на брус при возведении стропиловки.

Какую нагрузку выдерживает брус 150х150Брус сечением 15 на 15 см широко используют при возведении зданий. Его применяют для изготовления подпорок, опалубка и для возведения стен, так как он выдерживает большие нагрузки. Но размер 15 на 15 лучше использовать для строительства домов в южных районах, на севере понадобиться дополнительное утепление стен, так как этот пиломатериал хранит тепло только при температуре воздуха –15 градусов. Но если использовать клееный брус этого размера, то он по своим теплосберегающим свойствам будет равняться брусу сечением 25 на 20 см.

Какую нагрузку выдерживает брус 100 на 100 мм

Этот брус уже не такой надежный, он выдерживает нагрузку меньше, поэтому его основное применение– изготовление стропиловки и перекрытия между этажами. Необходим он и при сооружении лестниц, изготовления подпорок, арок, оформления мансард, потолка дома. Можно из него сделать и каркас панельного одноэтажного дома.

Какую нагрузку выдерживает брус 50 на 50 мм

Брус 50х50 мм очень востребован. Без этого размера не обойтись при строительстве домов из бруса, та как он является вспомогательным материалом. Он, конечно, не подойдет для возведения стен, так как он выдерживает малую нагрузку, но для возведения обрешеток для внешней отделки стен, каркасов, перегородок необходим именно этот размер. Из бруса 50 на 50 делается каркас стены, на который потом прикрепляется гипсокартон. Здесь можно использовать самые разнообразные крепления от гвоздей до скоб или проволоки.

В бревенчатых, брусовых и каркасных домах для межэтажных перекрытий используют деревянные балки. Их назначение — принять и равномерно распределить нагрузку верхнего этажа и кровли. От качества перекрытий зависит устойчивость и прочность всего строения, поэтому перед началом строительства важно осуществить грамотный расчет сечения бруса, его расположение относительно элементов дома. Следует учитывать особенности материала, ведь деревянные перекрытия подвержены горению, гниению, появлению трещин. Для того, чтобы этого избежать, брус обрабатывают антипиреновым составом и антисептиком.

Требования к балкам деревянных перекрытий

Брус должен обладать запасом прочности, чтобы выдерживать нагрузку жилого этажа, мансарды, кровли. Ее величина не должна превышать 350 кгс/м2. Перекрытия укладываются по ширине, если пролет имеет прямоугольную форму. Максимально допустимая длина балки составляет 7 м.

Если перекрываются этажи с разным температурным режимом, брус следует утеплять во избежание появления влаги и разрушения древесины изнутри. Толщина теплоизоляционного слоя должна быть не менее 25 см. Если утепляют балки между этажами с одинаковым температурным режимом, толщина утеплителя должна составить 10 см.

Важно, чтобы сами балки не имели переизбытка влажности при закупке материала. Она должна составлять не более 20%. Если деревянные балки перекрытия располагаются над комнатами с избыточной влажностью, надо сделать гидроизоляцию бруса. Для этого применяется специальная пленка.

Размерные данные

Минимальное сечение бруса составляет 10х7 см (для пролета 2 м), а максимальное 25х18 (применяется для пролетов длиной 7 м). Для монтажа можно использовать также бревно диаметром 11-27 см при длине пролета 2-7 м соответственно. Лучшим соотношением сторон в сечении принято считать 7:5, однако на практике самые распространенные размеры бруса — 150х100 мм и 150х150 мм.

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

  • цокольные,
  • межэтажные,
  • чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

  • балки,
  • подшивное перекрытие,
  • изоляционные слои,
  • накат,
  • пол.

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними.

Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

Если устанавливаются балки перекрытия в деревянном доме, следует учитывать его усадку в течение года после возведения. Избежать деформации вследствие этого можно следующим способом: сочленения брусьев с наружными стенами закрепляются не жестко, а концы брусьев обрезают под 60º. В кирпичных стенах делают по-другому: в процессе возведения предусматривают специальные гнезда для закладки бруса. Между его концом и кирпичом должна находиться пропитанная битумом подкладка.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

  • крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
  • следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
  • крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
  • между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов.

Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

  • доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
  • пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *