Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций. Деревянные перекрытия 6 метровый пролет какие балки лучше

назначается после выполнения ряда требований. Так удаление боковых элементов опалубки, не несущих нагрузки от веса конструкций, допускается только после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность поверхности и кромок углов.
Более строгие требования предъявляются к удалению несущей опалубки железобетонных конструкций, которую допускается снимать только после достижения бетоном значения прочности от проектной:

• несущих элементов конструкций пролетом до2 м– 50%;


• несущих конструкций балок, ригелей, прогонов, плит и сводов пролетом 2-6 м– не менее 70%;


• несущих конструкций пролетом более6 м– не менее 80%;


• несущих конструкций, армированных несущими сварными каркасами – не менее 25%.

Ориентировочно можно считать, что через 3 суток бетон на портландцементе наберет прочность около 30%, через 7 суток – около 60% и через 14 суток – около 80% по отношению к 28-суточной прочности. Однако твердение бетона продолжается и после наступления 28 суточного возраста. Так к 90 суткам твердения бетон может набрать дополнительно 30-35% прочности.
Стандартными условиями твердения бетонов считаются: температура 20±5ºC и влажность воздуха выше
90%. Следует иметь в виду, что на практике, как правило, реальные условия не соответствуют стандартным нормативам, и процесс твердения бетона либо замедляется, либо ускоряется. Например, при температуре 10ºC через 7 суток бетон наберет прочность 40-50%, а при 5ºC – только 30-35%. В случае твердения при температуре 30-35ºC бетон уже через 3 суток наберет 45% прочности. При отрицательных температурах бетоны без специальных добавок вообще не набирают прочность. Поэтому решение о распалубливании и нагружении конструкции следует применять после проведения испытаний бетона на прочность.
Сроки достижения бетоном заданной прочности устанавливает строительная лаборатория по результатам испытаний контрольных образцов или методами неразрушающего контроля. На объектах с общим объемом работ менее 50 м 3 , получающих товарную бетонную смесь с заводов или установок, расположенных на расстоянии не более20 км, допускается оценка прочности бетона по данным лаборатории предприятия-изготовителя бетонной смеси без изготовления контрольных образцов на месте укладки. Однако это указание не распространяется на ответственные парные и тонкостенные конструкции: балки, колонны, плиты перекрытий, а также на монолитные стыки сборных конструкций.
Конечно, при возведении загородных жилых домов обычно не производят замеры бетона на прочность, так как у большинства строительных фирм работающих в секторе частного домостроения просто нет строительных лабораторий. Поэтому в данном случае придется ориентироваться на данные лаборатории предприятия-изготовителя бетонной смеси. Дополнительно можно провести собственную проверку бетона на прочность. Для этого нужно взять металлический шарик диаметром не менее20 мми бросить с одинаковой высоты на бетонную поверхность: контрольную и испытуемую. По высоте отскока шарика можно будет, сразу оговорюсь – с большой натяжкой, определить, дошла ли прочность бетона до требуемой величины.
Полную расчетную нагрузку в распалубленной железобетонной конструкции можно допустить только после приобретения бетоном проектной прочности.
Металлическая балка перекрытий в виде двутаврового профиля – обладает рядом неоспоримых преимуществ. Так металлической двутавровой балкой можно перекрыть большие пролеты со значительной нагрузкой. К тому же металлическая стальная балка абсолютно негорючая и устойчивая к биологическим воздействиям. Однако металлическая балка при воздействии агрессивной окружающей среды может коррозировать, поэтому на нее требуется наносить защитное покрытие.
В большинстве случаев в частном домостроительстве металлическая балка имеет шарнирные опоры – ее концы жестко не зафиксированы, например, так как в каркасной стальной конструкции. Нагрузку на перекрытие со стальными двутавровыми металлическими балками с учетом собственного веса следует рассчитывать без стяжки величиной 350 кг/м 2 и 500 кг/м 2 со стяжкой.
Шаг между двутавровыми металлическими балками рекомендуется делать равным1000 мм, однако в целях экономии можно увеличить шаг между металлическими балками до1200 мм.
В нижеприведенной таблице приведен выбор номера двутавровой металлической балки при различном шаге и длине прогонов.

Пролет3 м			Пролет4 м			Пролет6 м
№ двутавра при шаге			№ двутавра при шаге			№ двутавра при шаге

Как видно из таблицы при общей нагрузке 500 кг/м 2 и длине пролета6 м, Вам следовало выбрать двутавр более высокого номера, а шаг установки балок выбрать меньше.

Добавлено: 26.05.2012 08:21

Обсуждение вопроса на форуме:

Мы залили перекрытие между первым и вторым этажом по двутавру №12 пролет 6 метров с выпуском на 1 метр от несущей стены первого этажа. Расстояние между двутаврами 2 метра, снизу между ними из арматуры №12 связана сетка ячейка 20 сверху сетка №5 ячейка 10см. Вопрос: через сколько дней можно снять опалубку и через сколько дней можно делать кладку стен, в том числе на выпуске?

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.

1. 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.

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.

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.

2. 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.

3. 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).

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

Пролёт 3 м Пролёт 3,5 м Пролёт 4 м Пролёт 4,5 м Пролёт 5 м Пролёт 5,5 м Пролёт 6 м

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)

4. 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.

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.

5. 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.

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.