Для создания надежного и долговечного перекрытия следует провести расчёты для определения параметров конструкции. Главная цель состоит в том, чтобы определить оптимальное соотношение размера сечения балок и расстояния между ними в составе перекрытия. Это осуществляется с целью предотвращения появления «играющих» перекрытий.
Вот и установлена наша цель: мы хотим, чтобы в нашем доме не было неприятных вибраций, когда мы ходим по второму этажу. Решение простое — необходимо правильно определить, какой пролёт можно допустить и какое сечение доски (балки) следует использовать для перекрытия.
Что такое балка?
<Заголовок>Балка – линейный элемент несущей конструкции, опирающийся на оба конца и работающий преимущественно на изгиб. Материал изготовления у них может быть как дерево, так и метал. Металлические балки применяются при строительстве каменных домов.
Существует несколько разновидностей балок:
Важно сохранить следующие условия: первое — влажность балок для перекрытий не должна превышать 14%; второе — для перекрытий должны использоваться доски с сортом А, В; третье — балки должны быть обработаны специальным составом для огнебиозащиты, чтобы предотвратить гниение дерева и обеспечить повышенную огнестойкость.
Кроме того, при определении параметров конструкции принимаются во внимание следующие факторы: длина перекрытия (равная ширине пролета, который они покрывают), сечение доски (балки), расстояние между балками (шаг) и величина нагрузки, которую они выдерживают.
Теперь мы рассмотрим каждую из этих точек более подробно.
1. Длина перекрытия.
Расстояние между несущими элементами (стена, опора), на которые будут устанавливаться балки, называется длиной перекрытия.
Нам нужно знать эту величину, чтобы выбрать подходящую длину балки с учетом необходимого запаса для опирания на стены.
Глубина опирания на стены зависит от материала, из которого построен дом. Если стены выполнены из кирпича или блоков, то глубина опирания составляет 10-12 см при использовании доски и 15 см при использовании бруса. В бревенчатом (или брусовом) доме балки устанавливаются в зарубки в стенах на глубину не менее 7 см. В каркасном доме глубина опирания балок не должна быть менее 10 см.
Определить ширину пролета без особого труда возможно, можно воспользоваться обычной рулеткой. Главное знать максимальную продолжительность пролета, что перекрывает балка с определенным профилем. Если не желаете запоминать множество цифр, рекомендуется использовать специальные интернет-калькуляторы для проведения расчетов.
Для создания перекрытий мы обычно используем доски сечением 45х195 мм. Такие доски позволяют нам перекрыть пролет до 4 метров. Однако, если нам необходимо перекрыть более длинный пролет, мы можем изменить сечение и взять доску 45х145 мм. Такая доска позволит перекрыть пролет только до 2,5 метров. Если пролет составляет 5 метров, то мы можем использовать брус сечением 200х200 мм. Однако, мы не рекомендуем его использовать и рекомендуем вместо этого взять балку составного сечения, состоящую из двух досок сечением 45х145 мм, которые могут быть скреплены металлозубчатой пластиной (МЗП). Таким образом, обычная доска позволяет перекрыть пролет до 4 метров, но если вам нужен более длинный пролет, вам потребуется использовать ферму, LVL брус или двутавровую балку. Тем не менее, мы не будем останавливаться на LVL брусе или двутавровых балках, так как все характеристики этих материалов определяются заводом-производителем, и их описание очень сложно. Мы предпочитаем использовать фермы на металлозубчатых (гвоздевых) пластинах — МЗП. Такие фермы могут перекрыть любые пролеты. Ограничением является транспортировка таких ферм, так как самое длинное транспортное средство имеет длину 12 метров. В таком случае, если нужно создать ферму длиной более 12 метров, мы делаем ее составной.
Наши постройки предлагают две разновидности ферм: сдвоенные и с параллельными поясами
2. Создание сечения из деревянных балок перекрытия
При заданной длине деревянных балок перекрытия (А) и определенной общей расчетной нагрузке можно определить необходимое сечение (или диаметр) и шаг укладки этих балок, которые связаны между собой. Чаще всего высота и шаг балок определяются выбранной толщиной утеплителя, чтобы избежать остатков этого дорогостоящего материала. Однако это не является обязательным требованием. Стандартным считается шаг балок от 0,6 до 1 метра.
Шаг балок также зависит от нагрузки на перекрытие. Например, шаг балок в чердачных перекрытиях (неэксплуатируемого чердака) будет отличаться от шага балок в межэтажных и цокольных перекрытиях, но о нагрузках позже.
Представлены таблицы с информацией о том, какие сечения доски перекрываются на разных пролетах и какой должен быть шаг у балки для этого.
Эта таблица предоставляет расчеты для использования балок межэтажных перекрытий и нежилого чердака. Расчеты проводятся для сухих строганных пиломатериалов, изготовленных из хвойных пород, с сортностью не ниже 2го сорта.
Если установка балок будет осуществляться при помощи специальных крепежных элементов (уголков, кронштейнов, хомутов), то в качестве длины деревянных балок необходимо принять ширину расстояния между опорами.
3. Определение нагрузки на перекрытия.
Такой расчет выполняется в процессе проектирования. Он включает в себя учет веса самого перекрытия и всех объектов, находящихся в помещении, с учетом людей, которые будут его использовать.
- Нагрузка на перекрытие элементов, таких как конструкции перекрытия, утеплитель, черновой и чистовой пол, подшивка, а также отделка потолка, если это межэтажное перекрытие, обусловлена их собственным весом. Если стяжка отсутствует, эта нагрузка составляет около 50 кг на 1 м2.
- Временная нагрузка на перекрытие обусловлена всем остальным: мебелью, людьми, домашними животными и т. д. Эта нагрузка составляет 2,4 кПа, то есть около 250 кг на 1 м2.
- Переноска нагрузки может быть обусловлена различными факторами: наличием мебели, находящихся в помещении людей, как и присутствием домашних питомцев. Величина такой нагрузки составляет 2,4 кПа, что в пересчете на квадратный метр составляет около 250 кг.
При использовании чердака для создания мансардного пространства, следует учитывать вес полов, перегородок и мебели. В этом случае, общую рассчитанную нагрузку следует увеличить до 350-400 кг/м2.
Подробнее о правилах расчета перекрытий можно узнать в документе СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
