Расчет деревянных балок перекрытия – Калькулятор онлайн

Среди множества конструктивных элементов частного дома перекрытие является одним из самых ответственных и сложных для проектирования, монтажа узлов. Именно тут неопытные строители допускают, пожалуй, наиболее опасные ошибки, именно по обустройству этой системы задаётся больше всего вопросов.

Балки деревянного перекрытия — брус 100х200 мм

Почему стоит выбрать дерево

В любом здании перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, которая выступает основой для создания пола. Кроме того, будучи перевязанным с несущими стенами дома, оно обеспечивает строению поперечную стабильность, равномерно распределяя возможные нагрузки. Поэтому к надёжности этой конструкции предъявляются самые высокие требования.

Вне зависимости от того, какой материал используется при строительстве дома, в частном секторе наибольшее распространение получили как раз деревянные перекрытия. Их часто можно увидеть в различных каменных коттеджах, и вполне очевидно, что в деревянном строительстве (бревно, брус, каркасная и каркасно-щитовая технология) такому решению – альтернативы не существует. Тому есть множество объективных причин. Рассмотрим достоинства и недостатки перекрытий из древесины.

В частном малоэтажном строительстве перекрытия монтируются в нескольких вариантах:

  • Готовая железобетонная плита,
  • Монолитная железобетонная плита,
  • Готовые железобетонные балки,
  • Балки и фермы из металлопроката,
  • Перекрытие из пиломатериалов.

Лаги перекрытия из бруса

Лаги перекрытия из доски на глухарях

Балка из бруса на монтажных пластинах

Плюсы

Или почему деревянные перекрытия так популярны.

  • Небольшая масса. Применяя доску или брус, мы не перегружаем несущие стены и фундамент. Вес перекрытия в разы меньше, чем у бетонных или металлических конструкций. Обычно не требуется привлечение техники.
  • Минимальные сроки выполнения работ. Минимальная трудоёмкость среди всех вариантов.
  • Универсальность. Подходит для любых зданий, в любых условиях.
  • Возможность монтажа при минусовых и очень высоких температурах.
  • Отсутствие «мокрых» и грязных процессов.
  • Возможность получения любого уровня теплоизоляционных и звукоизоляционных характеристик.
  • Возможность использования полостей для прокладки инженерных коммуникаций (электросеть, отопление, водоснабжение, канализация, слаботочка…).
  • Сравнительно невысокая цена сборного каркасного перекрытия из пиломатериалов, как по стоимости деталей/комплектующих, так и по оплате труда подрядчика.

Прокладка коммуникаций в полостях

Минусы

Минусы у деревянной перекрывающей системы из дерева довольно условны.

  • Сложность выбора сечения материалов и конструктивных решений для обеспечения расчётной несущей способности.
  • Необходимость выполнения дополнительных противопожарных мероприятий, а также обеспечения защиты от влаги и вредителей (антисептирование).
  • Необходимость покупки звукоизолирующих материалов.
  • Строгое соблюдение технологий во избежание строительных ошибок.

Какой материал использовать для сборки

Деревянное перекрытие – всегда состоит из балок. Вот только сделанными они могут быть из самых разных пиломатериалов:

  • Бревно оцилиндрованное до 30 см в диаметре.
  • Брус четырёхкантный.
  • Доска большого сечения (толщиной от 50 мм, шириной до 300 мм).
  • Несколько досок относительно небольшой толщины, скрученных пластями друг к другу.
  • Двутавровые балки, верхний и нижний пояс которых выполнен из обрезной строганной доски/бруска, а вертикальная стенка — из OSB-3, фанеры или профилированного металла (деревянно-металлическое изделие).
  • Замкнутые короба из листовых материалов (фанера, ОСП).
  • СИП-панель. По сути, это — отдельные секции, в которых балки уже обшиты и имеют внутри изолятор.
  • Различной конструкции фермы, позволяющие перекрывать большие пролёты.

Наиболее простыми для монтажа, а также наиболее дешёвыми и удобными для выполнения последующих операций считаются варианты, когда балки перекрытия выполнены из обрезных пиломатериалов.

Ввиду очень высоких требований, предъявляемых к несущим способностям, долговечности и геометрическим отклонениям, в качестве заготовок необходимо рассматривать пиломатериал первого сорта. Возможно применение изделий, относящихся ко второму сорту по ГОСТ, которые не имеют критичных геометрических отклонений, пороков и дефектов обработки, способных снижать прочностные характеристики и срок службы готовых деталей (сквозные сучки, свилеватоть, косослои, глубокие протяжённые трещины…).

В данных конструкциях исключено применение мёртвой древесины (сухостой, валежник, горельник) из-за недостаточной прочности и множественных поражений разрушающими древесину болезнями и насекомыми. Также большой ошибкой будет купить брус или доску «с воздухом», «с армянским размером», «ТУ» — ввиду заниженных сечений.

Это должен быть исключительно здоровый материал из зелёной ели или сосны, так как хвоя ввиду своей смолистости и строения массива намного лучше переносит изгибающие нагрузки и сдавливание, нежели большинство лиственных пород, причём имея относительно невысокую удельную массу.

В любом случае обрезной пиломатериал должен быть освобождён от остатков коры и лубовых волокон, обработан антисептиком и антипиреном. Лучше всего тут покажет себя сухая строганная пилопродукция, но материал естественной влажности (до 20 процентов) при нормальной обработке тоже активно (а главное – результативно) используют, тем более что цена обрезного бруса или доски такого типа заметно ниже.

Перекрытие из обрезной доски

Балки склеены из ОСБ по технологии СИП (SIP)

Перекрытие из обрезного бруса

Как выбрать размер балок и с каким шагом их расставить

Длина балки рассчитывается таким образом, чтобы она перекрывала имеющийся пролёт и имела «запас» для обеспечения опоры на несущие стены (о конкретных цифрах допустимых пролётов и захода в стену читайте ниже).

Для набора расчетной толщины и длины балки — можно использовать технологию сращивания

Как бы не была устроена балка — необходима гидроизоляция

Сечение доски/бруса определяется в зависимости от расчётных нагрузок, которые будут оказываться на перекрытие в процессе эксплуатации здания. Нагрузки эти разделяют на:

  • Постоянные.
  • Временные.

К временным нагрузкам в жилом доме относят вес людей и животных, которые могут передвигаться по перекрытию, перемещаемых объектов. К постоянным нагрузкам относят массу самих пиломатериалов конструкции (балки, лаги), заполнения перекрытия (утеплитель/шумозащита, изоляционные полотна), подшива (накат), черновых и чистовых настилов, финишного напольного покрытия, перегородок, а также встроенных коммуникаций, мебели, оборудования и предметов обихода…

Также не стоит упускать из виду возможность складирования предметов и материалов, например, при определении несущих способностей перекрытий нежилого холодного чердака, где могут храниться ненужные, редко используемые вещи.

В качестве отправной точки берётся сумма постоянных и временных нагрузок, и к ней обычно применяется коэффициент надёжности 1,3. Точные цифры (в том числе сечение пиломатериалов) должны определять специалисты согласно положениям СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», но практика показывает, что значения нагрузок в частных домах с деревянными балками получаются примерно идентичными:

  • Для межэтажных (в том числе под жилой мансардой) и цокольных перекрытий суммарная нагрузка составляет порядка 350 — 400 кг/м2, где доля собственного веса конструкции составляет около 100 килограмм.
  • Для перекрытия ненагружаемого чердака – около 130 — 150 кг/м2.
  • Для перекрытия нагружаемого нежилого чердака до 250 кг/м2.

Очевидно, что безусловная безопасность ставится во главу угла. Тут учтён хороший запас и рассматривается вариант не столько распределённых нагрузок на всё перекрытие (в таких количествах они практически нереальны), сколько возможность локальной нагрузки, способной привести к прогибам, вызвавшим в свою очередь:

  • физиологический дискомфорт жильцов,
  • разрушения узлов и материалов,
  • потерю конструкцией эстетических свойств.

К слову, определённые значения прогибов допускаются нормативными документами. Для жилых помещений они могут составлять не более 1/350 части от длины пролёта (то есть 10 мм на 3-х метрах или 20 мм на шести метрах), но при условии, что выше перечисленные ограничивающие требования не нарушены.

При выборе сечения пиломатериалов для создания балки обычно руководствуются соотношением ширины и толщины бруса или доски в пределах 1/1,5 – 1/4. Конкретные цифры будут зависеть, прежде всего, от: нагрузок и длины пролётов. При самостоятельном проектировании можно воспользоваться данными, полученными на основании расчётов при помощи онлайн-калькуляторов или общедоступных таблиц.

Оптимальное усреднённое сечение балок деревянного перекрытия, мм

Нагрузка, кг/м2 Пролёт 3 м Пролёт 3,5 м Пролёт 4 м Пролёт 4,5 м Пролёт 5 м Пролёт 5,5 м Пролёт 6 м
150 50Х150 50Х150 50Х200 150Х150 100Х200 100Х200 100Х220
200 50Х150 50Х200 70Х180 80Х200 100Х200 120Х220 140Х220
250 60Х150 60Х180 70Х200 100Х200 150Х200 150Х220 160х220
350 100Х150 70Х180 100Х200 150Х200 150Х220 160Х220 200Х220

Как видим, чтобы увеличить несущие способности перекрытия – достаточно выбирать пиломатериал с большей шириной или большей толщиной. В том числе можно собирать балку из двух досок, но так, чтобы полученное изделие имело сечение не меньше расчётного. Нужно также отметить, что несущие свойства и стабильность деревянного перекрытия возрастают, если применять поверх балок лаги или различного рода черновые полы (листовые настилы из фанеры/ОСП или из обрезной доски).

Ещё одним способом улучшить силовые качества перекрытия из дерева – это уменьшить шаг расстановки балок. Инженеры в своих проектах частных домов определяют в разных условиях дистанцию между балками от 300 мм до полутора метров. В каркасном строительстве шаг балок ставят в зависимость от шага расстановки стоек, чтобы под балкой находилась стойка, а не просто прогон горизонтальной обвязки. Практика показывает, что наиболее целесообразными с точки зрения практичности и стоимости конструкции является шаг в 600 или 1000 мм, так как он лучше всего подходит для последующего монтажа утеплителей и шумоизоляции враспор (изоляционные материалы как раз имеют такой форм-фактор плит и рулонов). Такая дистанция также создаёт оптимальное расстояние между точками опоры для монтажа лаг пола, устанавливаемых перпендикулярно балок. Зависимость сечения от шага хорошо видно по цифрам таблицы.

Возможное сечение балок перекрытия при изменении шага (суммарная нагрузка на квадратный метр порядка 400 кг)

Шаг, мм Пролёт 3 м Пролёт 4 м Пролёт 5 м Пролёт 6 м
600 100Х200 100Х200 150Х200 200Х200
1000 100Х225 150Х200 150Х225 200Х225

Как правильно устанавливать и закреплять балки

С шагом мы определились – от 60 сантиметров до метра будет золотой серединой. Что касается пролётов, то лучше всего ограничиться 6-ю метрами, в идеале: четыре-пять метров. Поэтому проектировщик всегда старается «положить» балки вдоль меньшей стороны дома/помещения. Если пролёты слишком велики (более 6 метров), то прибегают к установке несущих стен или опорных колон с ригелями внутри дома. Такой подход позволяет применить пиломатериалы меньшего сечения и увеличить шаг расстановки, снижая тем самым массу перекрытия и его стоимость для заказчика при тех же (или лучших) несущих характеристиках. Как вариант, создаются фермы из более лёгкого пиломатериала с применением металлических перфорированных крепежей, например, гвоздевых пластин.

В любом случае балки выставляют строго горизонтально, параллельно друг другу, с выдержкой одинакового шага. На несущие стены и прогоны деревянная балка должна опираться не менее чем на 10 сантиметров. Как правило, используют 2/3 толщины наружной стены со стороны помещения (чтобы торец балки не выходил на улицу и оставался защищённым от промерзания). В деревянных стенах делают врубку, в каменных – оставляют проёмы во время кладки. В местах касания балок несущих конструкций необходимо уложить изолирующие материалы: демпферные упругие прокладки из резины/войлока, несколько слоёв рубероида в качестве гидроизоляции и т.п. Иногда применяют обжиг скрываемых впоследствии участков балки или их обмазку битумными мастиками/праймерами.

Опора бруса

Гвоздевая пластина

Демпферная лента

В последнее время всё активнее для создания перекрытия используются специальные перфорированные кронштейны «держатели/опоры бруса», которые позволяют монтировать балку встык со стеной. При помощи данного типа кронштейнов также собирают узлы с поперечными ригелями и усечёнными по длине балками (проём для лестничного марша, проход дымохода и прочее). Достоинства такого решения очевидны:

  • Получаемое Т-образное соединение очень надёжное.
  • Работа выполняется быстро (врубки делать не приходится, выставлять единую плоскость намного проще).
  • Мостиков холода по телу балок не образуется, ведь торец удаляется от улицы.
  • Есть возможность купить пиломатериал меньшей длины, так как не нужно заводить брус/доску внутрь стены.

В любом случае очень важно после подгонки пиломатериалов по размеру тщательно антисептировать торец балки.

Какие изоляционные прослойки нужно использовать внутри деревянных перекрытий

Чтобы ответить на этот вопрос, прежде всего, следует разделить перекрывающие конструкции (в круглогодично обитаемом доме) на три отдельных типа:

  • Цокольное перекрытие,
  • Межэтажное,
  • Чердачное.

В каждом конкретном случае набор пирога будет отличаться.

Межэтажные перекрытия в подавляющем большинстве случаев разделяют помещения, в которых температурный режим схожий или близкий по значению (если есть покомнатная/поэтажная/зонная регулировка отопительной системы). К таковым также стоит отнести чердачное перекрытие, которое отделяет жилую мансарду, так как это помещение отапливается, а утеплитель располагается внутри кровельного пирога. По этим причинам теплоизоляция тут не нужна, но очень актуальным становится вопрос борьбы с шумами, воздушными (голоса, музыка…) и ударными (шаги, перестановка мебели…). В качестве звукоизоляции в полости перекрытия укладываются акустические волокнистые материалы, созданные на основе минеральной ваты, а также под обшивки устилаются полотна звукоизоляционных мембран.

Конструктив для сухих помещений

Конструктив для влажных помещений

Цокольная конструкция предполагает, что под перекрытием находится грунт или подвал, погреб, цокольный этаж. Даже если внизу будет оборудовано эксплуатируемое помещение, то этот вид перекрытия нуждается в полноценном утеплении, свойственном ограждающим конструкциям конкретной климатической зоны и конкретного здания с его неповторимым тепловым балансом. Согласно нормам, в среднем для Московской области толщина современного утеплителя с хорошими показателями теплопроводности будет составлять порядка 150-200 мм.

Аналогичные требования по теплоизоляции предъявляются к чердачному перекрытию, над которым нет отапливаемой мансарды, ведь именно он будет главным барьером на пути тепловых потерь через крышу здания. Кстати, ввиду большего перетока тепла через верхнюю часть дома, толщина утеплителя тут может потребоваться больше, чем в других местах, например, 200 мм вместо 150-ти или 250 мм вместо 200-от.

Применяют пенопласт, ЭППС, минеральную вату плотностью от 35 кг/м3 в плитах или нарезанную матами из рулона (подходит та, что допускается к использованию в ненагружаемых горизонтальных конструкциях). Укладывают теплоизоляцию между балками, как правило, несколькими слоями, с перевязкой стыков. Нагрузка от утеплителя передаётся на балку через черновой подшив (часто он крепится к балкам посредством черепных брусков).

Там, где в конструкциях работает ваттный утеплитель/звукоизолятор, его следует защитить от увлажнения. В цокольном перекрытии влага может в виде испарений подниматься от грунта или из подвала/погреба. В межэтажные перекрытия и чердачные может попадать водяной пар, который всегда насыщает воздух жилых помещений в процессе бытовой деятельности человека. В обоих случаях снизу под утеплителем нужно простелить строительную пароизоляционную плёнку, которой может выступать обычный или армированный полиэтилен. Но, если теплоизоляция выполняется с помощью экструзионного пенополистирола, не имеющего сколько-нибудь значимого уровня водопоглощения, то пароизоляция не понадобится.

Сверху утеплители и волокнистые звукоизолирующие материалы защищают водонепроницаемыми полотнами, в качестве которых могут выступать мембраны или неперфорированная гидроизоляция.

Надёжный гидробарьер особенно актуален в помещениях с повышенной влажностью: кухня, прачечная, ванная комната… В таких местах его расстилают поверх балок, обязательно с перехлёстом полос на 100-150 мм и проклейкой шва. Полотна по всему периметру помещений в обязательном порядке заводят на стену – на высоту не менее чем 50 мм над финишным покрытием.

Перекрытие, которое в дальнейшем будет облицовано кафельной плиткой, есть смысл дополнять черновым настилом пола из водостойких листовых материалов – различного типа цементосодержащих плит, желательно шпунтованных. По такому сплошному настилу можно провести дополнительную обмазочную гидроизоляцию, выполнить тонкослойное выравнивание плоскости нивелирмассой или сразу укладывать плитку.

Можно избрать другой вариант – собрать из обрезной доски сплошной настил, уложить гидробарьер, залить тонкослойную стяжку (до 30 мм), смонтировать лпитку.

Существуют также современные клеевые составы (и эластичные затирки), позволяющие производить облицовку плиткой деревянных оснований, в том числе подвижных и нагреваемых. Поэтому часто тут реализуются кафельные полы по влагостойкой фанере или ОСБ.

Важно! Учитывая возрастающие нагрузки (общие или локальные – крупная ванна, чаша джакузи, напольный котёл…), расчёт сечения и шага балок под такими помещениями нужно выполнять индивидуально.

При желании, полы в санузле или на кухне деревянного дома можно укомплектовать греющим кабелем или трубами водяного контура отопительной системы. Их монтируют как в стяжках и слое плиточного клея, так и между лагами в заведомо созданной воздушной прослойке. При любом выбранном варианте перекрытие должно быть хорошо утеплённым, чтобы не греть потолок комнаты снизу, желательно укомплектованным гидроизоляцией с отражающим фольгированным слоем.

Использование досок и цельного бруса

В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.

По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов. Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.

Клееный брус

Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.

Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.

Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.

Самостоятельное изготовление клееного элемента

Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:

  • соединение трёх элементов в одну конструкцию;
  • склеивание двух деталей в форме символа Z;
  • соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.

Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.

Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.

Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
    • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
    • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
    • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по балкам.Подробнее про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

Где используются

Железобетонные балки перекрытия используются на разных этапах строительства различных объектов, применяются в транспортной сфере и других, в процессе решения разнообразных задач.

Сфера применения ЖБ балок:

  • Создание надежной опорной поверхности в процессе строительства стен
  • Возведение опорного каркаса для перекрытия/кровли
  • Строительство объектов крупнопанельных проектов, производственной сферы
  • Формирование перемычек в зонах дверных/оконных проемов
  • Устройство подкрановых путей, эстакад, мостов, разного типа подъездных дорог, аэропортов
  • Прокладка магистралей сообщения для ж/д составов, трамваев

Железобетонная балка перекрытия используется повсеместно – там, где необходимо обеспечить высокую прочность и надежность конструкции, долговечность и стойкость к любым негативным факторам, высокую скорость монтажа.

Расчет сечения железобетонной балки

Чтобы выполнить расчёт, важно учитывать основные характеристики балки и самой конструкции. Среди базовых показателей балок: высота, сечение и ширина. Весь алгоритм состоит из этапов:

  1. Замеры пролёта балки.
  2. Расчёт характеристик прочности.
  3. Выявление подходящей относительной высоты ЖБИ изделий.
  4. Подсчёт высоты области бетонирования.
  5. Определение величины максимального момента.
  6. Составление расчётной формулы нагрузки на здание.

Перечисленные характеристики оказывают определяющее значение на применение железобетонных балок необходимого размера. Прямоугольного сечения балки используются в качестве опор у большинства зданий, их сечение подбирается с учётом этажности здания.

Прямоугольного сечения балки используются в качестве опор у большинства зданий

На строительной площадке рекомендуется монтировать ЖБ-элементы параллельно со стенами- это поможет правильно сформировать строение. Опорные нагрузки приходятся не на торцевую часть балки, а на верхний пояс, это увеличивает прочность и надёжность конструкции.

Самый лучший вариант расчёта сечения – передать параметры здания специалистам, знающим характеристики ЖБ, тонкости бетонирования и имеющим инструменты.

ГОСТ и размеры

Независимо от того, применяются балки перекрытия ЖБ при возведении промышленных объектов, или для создания жилого фонда, параметры конструкции практически не изменяются. Главное условие, чтобы размеры ЖБ балки перекрытия полностью соответствовали нормативам, описанным в ГОСТ.

К конструкциям выдвигается немного требований:

  • длина подбираеться так, чтобы окончание не заходило на несущую стену. Величина подбирается иначе: она должна быть больше длины пролёта на 40 см и заходить за окончания опорных элементов на 20 см;
  • балки перекрытия лучше не брать «с запасом». По ГОСТу в конструкциях любого назначения их высота должна составлять 5% от длины;
  • в производственных условиях изготовление ширины элемента рассчитывается исходя из пропорции к высоте 5 к 7.
  • В строительстве жилых зданий используются обычно ЖБ балки с длиной – 6 м, шириной – 20 см, высотой – 30 см.

Конкретнее выбор делают с учётом типа конструкции: цоколь, чердак или межэтажный шов.

По ГОСТу в конструкциях любого назначения их высота должна составлять 5% от длины

Серия и маркировка

В законодательстве прописаны маркировки и серии для всех железобетонных балок, которые обязательно проставляются на продукте или в сопроводительной документации. Преимущественно в качестве каркаса используются профили прямоугольного типа, которые маркируются буквой P.

Однополочные разновидности имеют индекс PO.
Если заказывались двухполочные балки — маркировка должна иметь вид РД.
Если в конструкции балок отсутствуют полки, об этом свидетельствует идентификатор РБ.
Если назначение железобетонного элемента сводится к строительству балкона, элемент определяется к классу РКП.

Дополнительно на конструкции указываются особенности элемента, устойчивость к негативным влияниям влаги, ультрафиолета и сейсмическим колебаниям.

Основные характеристики

Современные ЖБ изделия обладают отличительными особенностями на основании: типа продукта, формы, размера. Наиболее популярны сегодня конструкции стропильного и фундаментного типа.
Стропильная балка участвует в формирования крыши. Все виды бетонных изделий с металлическим каркасом отличаются долговечностью, огнестойкостью, лёгкостью установки и неприхотливостью к обслуживанию.

Основные характеристики предварительно напряженных железобетонных балок

Виды и типы железобетонных балок

Классификация балок выполняется с учётом следующих параметров:

  • шага колонны;
  • ширины пролёта;
  • типа сооружения.

Сегодня популярны такие формы балок:

  • трапециевидные;
  • стандартные (прямоугольные);
  • полые;
  • тавровые;
  • двутавровые.

Наибольший спрос на межэтажные и тавровые варианты ЖБ изделий, они выполняются в прямоугольной форме. Они обеспечивают равномерное распределение нагрузок на плиты перекрытий, создавая и сохраняя ровность поверхности. При выборе полов больших габаритов приходится рассчитывать размеры балки для установки дополнительной опоры.

Виды и типы железобетонных балок

Если планируется установка таврового типа балок, стоит выбирать плоскую или скатную кровлю, они обеспечат надёжность, долговечность и практичность постройки. Наилучшим качеством традиционно обладают двутавровые элементы, они продаются на складах, в магазинах или изготавливаются на заказ у производителя.

Железобетонные балки встречаются различных видов, но преимущественно используются стандартные и трапециевидные варианты. Обе формы помогают легко и надёжно закрепить конструкцию.

Монтаж и установка железобетонных балок

Проведение работ по установке и закреплению балок требует небольших навыков, они сводятся к умению прочно фиксировать ЖБ конструкции, для чего потребуется понимание особенностей сооружения.

Первым этапом установки является подготовка – покрытие осевых реек краской и последующая зачистка деталей. Самый частый способ установки сводится к использованию кранов. Для поднятия используются монтажные петли, которые крепятся к стропам или «удавкам», с обеих сторон по 2 крепления. Величина строп определяется на основании длины балки.

ЖБ конструкции прикрепляются к подстропильным балкам и колоннам. При правильном монтаже балок удаётся создать высокую прочность здания.

Монтаж и установка железобетонных балок

Если объект строительства относительно небольшой, можно задуматься о самостоятельном изготовлении и установке балок. Для выполнения задачи следует поступить следующим образом:

  1. Выкладываем дно опалубки с помощью щита из фанеры с достаточной прочностью.
  2. Из других досок формируем стенки опалубки для бетонного изделия.
  3. Во внутреннюю поверхность укладываем полиэтиленовую плёнку — она поможет на этапе извлечения бетона.
  4. Укладываем армированный пояс сверху и снизу балки.
  5. Заливаем объём опалубки до желаемого уровня.

Рекомендации

Вам могут быть интересны другие статьи из этой категории:

  • все конструкции имеют нормативы изготовления и использования, ЖБ элементы не исключение. Железобетонные плиты перекрытия ГОСТ устанавливает длины, толщину, ширину и материал конструкции;
  • какие виды фундаментов для частного дома являются самыми перспективными, долговечными и выгодными для конкретного здания и региона проживания;
    как работать с бетоном в морозы. Здесь поможет добавка для бетона противоморозная, которая позволяет цементировать при температуре до -30°С без электрического подогрева;

  • в любом здании есть проёмы. Если знать размеры перемычек железобетонных для окон и дверей, можно предотвратить закладывание или расширение проёмов на этапе отделки;
  • один из лучших и самых простых вариантов создания опалубки является разборная или неразборная пластиковая конструкция. Пластиковая опалубка для фундамента помогает добиться идеальной геометрии, прочности и устраняет различные дефекты строения;
  • проектирование – это один из первых и основных этапов в строительной сфере. Проекты гаражей из пеноблоков помогут подобрать лучшую, комфортную и практичную планировку помещений;
  • Железобетонные балки созданы для простой установки в высоконагруженных зданиях. От этапа заказа до монтажа плит проходит всего несколько дней. Строение удаётся возвести за считанные недели.

.left_slide_flat_panel{transform:translateX(calc(-100% — 22px))!important}.right_slide_flat_panel{transform:translateX(calc(100% + 22px))!important}#flat_ads_block_id_10 .flat_slide_cross{position:absolute;width:22px;height:22px;top:-10px;left:-10px;z-index:1;background:#000 url(data:image/svg+xml;base64,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) no-repeat center / cover;cursor:pointer;border-radius:100%;}#flat_ads_block_id_10 .flat_slide_cross:hover{background:#444 url(data:image/svg+xml;base64,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) no-repeat center / cover}

Изготовление балок

Снятие опалубки с железобетонной балки.

Железобетонные конструкции можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант в ряде случаев является необходимым. Для этого потребуется точный расчет и чертеж. Для самостоятельного изготовления балок из железобетона предварительно нужно соорудить опалубку из деревянных досок или фанеры, толщина которых может варьировать от 2,5 до 4 см и от 1 до 2 см, соответственно. Величиной опалубки задаются размеры будущего изделия. Внутреннюю часть формы следует обклеить пленкой для гидроизоляции покрытия.

Затем выполняется армирование из четырех цельных металлических стержней таврового сечения 1,2-1,4 см. Если делают сопряжение стальных прутьев, рекомендуется выполнить нахлест в 80 см и обвязать место соединения проволокой. Для предотвращения коррозии арматуру таврового сечения располагают так, чтобы над ней образовался слой бетона в 5 см. Чтобы произвести точный расчет, используются специальные пластиковые подставки.

Рекомендуемая марка бетонной смеси – м300. Заливать бетон лучше беспрерывно в один прием. В конце заливки накрывается гидроизоляционным материалом. Если работы проводятся в жаркое время, готовый бетон поливается водой раз в 24 часа. Дозревание происходит до 14 дней. Так получается монолитная структура. Таким способом изготавливается балка любого размера для любого типа перекрытий, в том числе оконных и дверных. Для некоторых требуются гидроизоляционные покрытия.

Рекомендации по выбору

При выборе материала для пролетов следует ориентироваться на такие свойства, как высокая огнестойкость, звукоизоляция, теплозащита, пароизоляция, гидроизоляция. Конструкционное исполнение перекрытия должно максимально соответствовать конструкции здания, его фундамента и стен. Например, для каркаса стен на столбчатом основании вес сплошного железобетона будет слишком велик, а пустотелые покрытия в сплошном доме не обеспечат строение должным уровнем безопасности.

Следует принять во внимание, что прочность железобетона как композитного материала зависит от ряда факторов. Поэтому при монтаже конструкции нужен точный расчет всех растянутых и сжатых зон, которые вносятся в чертеж. Это делается для того, чтобы при сооружении плиты между этажами арматура в балках была вставлена именно в растянутых зонах. Только таким пролетом обеспечится достаточная надежность здания.

Из железобетонных плит можно соорудить полноценный каркас здания, фундамент и крышу. Это существенно упрощает и ускоряет фундаментные, кладочные и кровельные работы, гарантирует безопасность и надежность постройки. Такой железобетонный элемент наделен высокой прочностью, обеспечивающей сохранность структуры здания при значительных нагрузках.

Широкий ассортимент типоразмеров позволит подобрать покрытия нужных габаритов согласно чертежу возводимого здания. Также не исключается возможность самостоятельного изготовление плит без потери высоких характеристик готового изделия.