Для строительства и сооружения перекрытий различного типа чаще всего применяются деревянные балки, они обладают необходимыми качествами и доступной стоимостью. Работать с таким материалом просто, он хорошо поддается обработке и защите. Чтобы конструкция получилась прочной и надежной, нужно во время проектирования провести расчет для всего строения и для деревянных балок в частности.
Схема монтажа деревянных балок перекрытия.
Выполнять вычисления необходимо, основываясь на том, какие именно балки будут использованы, для каких целей, требуется учесть, какие нагрузки планируются. Для расчетов требуется руководствоваться специальными СНиПами, в которых отображаются все особенности и требования подобных работ с деревянными конструкциями.
Где используются деревянные балки?
Деревянная балка может применяться для различных работ:
Расчет деревянной балки перекрытия.
- Цокольные, подвальные перекрытия. К таким балкам предъявляются особые требования, так как нагрузки на них оказываются серьезные. Деревянные балки укладываются под основание пола, фактически именно они принимают на себя все нагрузки от строения.
- Чердачные перекрытия. В данном случае балки являются неотъемлемой частью стропильной системы, хотя есть варианты, когда перекрытие делается независимым. Но в первом случае обеспечивается большая прочность и рациональность, такая конструкция легче поддается ремонту, звукоизоляция дома получается более качественной.
- Межэтажные перекрытия отличаются некоторыми особенностями, они выполняют 2 функции: являются основанием для пола верхнего этажа и опорой для потолка этажа нижнего. К такой конструкции предъявляются высокие требования, так как нагрузки оказываются в двойном размере. Обязательные элементы – теплоизолятор, гидрозащита, пароизоляция. Нагрузки оказываются отделочным материалом потолка и пола, коммуникациями, которые будут проводиться.
Балки можно классифицировать и по виду:
- Цельномассивные изделия. Для изготовления в данном случае применяются твердые сорта древесины, это может быть лиственная или хвойная порода, но отличного качества. Цельные типы балок можно использовать только в том случае, когда длина пролета будет до 5 м.
- Клееные деревянные изделия считаются одними из лучших. Длина перекрытия может быть больше 5 м. Материал отличается следующими свойствами: высокий уровень прочности, простой монтаж, возможность использования с пролетами большой длины, устойчивость к возгораниям, во время сушки деформации не происходит, срок службы длительный. Еще одним немаловажным преимуществом является то, что вес подобных балок намного меньше, чем у цельных. Это приводит к тому, что нагрузки на конструкцию оказываются намного меньшие.
Пример вычислений
Схема к расчету балок деревянного перекрытия.
При расчете нагрузки на деревянную балку необходимо учитывать разнообразные параметры, работа выполняется в несколько этапов:
- Проводится расчет предполагаемых нагрузок.
- Вычисляется нормативная величина прогиба, жесткость конструкции.
Во время расчета требуется внимание уделить тому, какие нагрузки планируются. Они классифицируются на следующие:
- Постоянные, т.е. самостоятельный вес перекрытий, вес стропильной системы, межкомнатных перегородок.
- Переменные, которые принимаются равными 150 кг/м², согласно данным СНиПа 2.01.07-85. Переменные нагрузки включают в себя вес мебели, бытовой техники, людей и оборудования, которое может находиться в доме.
Чтобы исключить неточности, специалисты рекомендуют во время учета нагрузок прибавлять к ним запас прочности в 30-40%. При выполнении расчета важно учесть, какие пределы жесткости установлены, для этого необходимо ознакомиться с ГОСТом для конкретного типа строительного материала. Для междуэтажных деревянных балок такой предел равен 1/250, а для чердачных перекрытий – 1/200. Требуется еще учесть, какая именно древесина используется для сооружения балки.
Деревянные балки – материал прочный, но рассчитанный на определенные нагрузки. Пример вычислений приведен ниже:
- Расстояние между отдельными деревянными изделиями составляет 1 м. При длине одной балки в 4 м предполагаемая нагрузка составляет 400 кг/м².
- Величина прогиба при указанных данных будет составлять 800 кг/м² (400*4/8=800).
Расчет на смятие опорных участков балки.
Сопротивления дерева вычисляется по такой формуле: Wтреб=Мmax/R.
Для сосны значение Мmax, т.е. величина прогиба, равно 800/142,71=0,56057 м³. Значение R – это коэффициент сопротивления древесины, определяется согласно СНиПу II 25-80 для деревянных конструкций.
Есть уже установленные значения для таких показателей:
- на сжатие, изгиб, смятие;
- растяжение волокон (для балок различного сечения и сорта);
- сжатие поперек;
- местное смятие;
- скалывание поперек волокон;
- растяжение клееной древесины.
При выполнении расчета учитываются конструктивные параметры. К примеру, длина одной балки не может быть больше 5 м, если материал используется для устройства междуэтажных перекрытий.
Требуется помнить, что толщина балки не может быть меньшее 1/25 от ее длины.
Для проектирования используются нормативные документы:
- нагрузка, воздействие на строительные конструкции, СНиП 2.01.07-85;
- жилые здания, СНиП 2.08.01-89;
- данные для ограждающих, несущих конструкций, СНиП 3.03.01-87;
- данные по деревянным конструкциям, СНиП II-25-80;
- технические условия пиломатериалов, ГОСТ 8486-86Е;
- размеры для пиломатериалов хвойных пород, ГОСТ 24454-80Е.
Перед строительством любого дома, где будут использоваться деревянные изделия, важно правильно провести расчет нагрузок, размеров материала. Рекомендуется использовать нормативные данные, которые указываются в СНиПах и ГОСТах. Именно в них можно найти все требуемые данные и значения, которые необходимы для выбора пиломатериалов должного качества и с нужными параметрами.
