Основні вимоги до зрощення балок перекриття. Методи та способи з'єднання дерев'яних деталей Вузол фланцевого з'єднання дерев'яних балок перекриття

У цій статті ми ознайомимо вас з тим, як правильно зробити дерев'яне перекриття по стельових балках власними руками, а також розповімо про загальний порядок проведення заходів такого типу.

Відразу зазначимо, що дерев'яне перекриття по балках застосовується, як правило, лише у приватному заміському житловому будівництві і облаштовується або між поверхами, або між кімнатою та горищем. Такий вид перекриттів має низку переваг не лише у порівнянні зі стандартними залізобетонними блоками, але й щодо перекриттів монолітного типу.

Ці переваги полягають у наступному:

• дерев'яні перекриття легко зводяться і не вимагають для свого облаштування жодних додаткових технічних засобів (автокрана, наприклад, або спеціальної техніки, що бетонує);
• вони набагато легші за свої аналоги, що виготовляються з відомих будівельних матеріалів;
• при використанні таких перекриттів фундамент будівлі може бути трохи полегшений.

Крім того, слід зазначити відносно низьку вартість та високу швидкість монтажу цього елемента конструкції. До недоліків перекриттів такого класу можна віднести лише їхню високу пожежонебезпеку та можливість руйнування жуком-короїдом. Крім того, вони відрізняються нижчою, ніж у бетонних конструкцій, звукоізоляцією, вони чутливі до змін температури та вологості навколишнього повітря.

Правда, ви завжди можете виключити ці недоліки, якщо застосуєте спеціальні просочення, які помітно знижують зазначені ризики.

Основні характеристики балкових перекриттів

Для виготовлення балок перекриттів застосовується проста масивна деревина. З таким же успіхом використовуються і міцніші клеєні зразки, довжину яких допускається збільшувати до 15 метрів. Матеріалом, з якого виготовляють балки, можуть служити хвойні, так і листяні породи деревини. Відстань між сусідніми балками не повинна перевищувати одного метра. Найбільш оптимальними для прольотів типових побутових будов вважаються балки завдовжки 2,5-4 метри (при співвідношенні висоти до ширини їх перетину – 1,4:1).

Вибір перерізу балки в загальному випадку визначається тим навантаженням, на яке повинно бути розраховане перекриття. З метою підвищення несучої здатності подібних конструкцій балки укладаються, як правило, вздовж короткої стіни.

Як варіант дизайну таких балок можна розглянути випадок, коли вони просто обшиваються дошками з верхнього боку. Відкриті для загального огляду нижні частини балок сприяють створенню певного стилю оформлення даного приміщення. При бажанні ви можете також обшити їх і зробити типову підвісну стелю.

Коректне вирішення основного питання "як правильно зробити дерев'яне перекриття?" включає також обмеження, що стосується граничної довжини балок.

Довжина балки перекриття між житловими поверхами не повинна перевищувати 5 метрів, у той час як для перекриттів між житловим поверхом і горищем цей показник може досягати 6 метрів.

Монтаж перекриття

Монтаж балок перекриттів проводиться зазвичай у такому порядку:

• Перед укладанням готової балки в стінну нішу її торці обгортають двома шарами руберойду, причому довжина шару гідроізоляції вибирається із запасом (але не менше 25 см). Після цього вона заводиться в стіну і укладається там таким чином, щоб внутрішній край руберойду виступав назовні на 2-3 см.
• Відразу після установки балки призначений для неї паз вона закріплюється на місці за допомогою спеціального анкерного болта.

• Далі переходимо до теплоізоляції перекриття, для чого можна вибрати звичайну мінеральну вату або схожий з нею природний матеріал (тирса, морські водорості і т.п.). Пінопласт для цієї мети використовувати не рекомендується, оскільки цей матеріал погано пропускає повітря. Можна застосувати для утеплення і звичайний керамзит, але при цьому необхідно врахувати ту обставину, що останній дає підвищене навантаження на всі елементи конструкції, що зводиться.
• Укладання (засипання) утеплювача проводиться відразу після того, як ви закрили балки з нижньої сторони обробним матеріалом обраного вами виду. Зверху зазвичай робиться настил із струганих шпунтованих дощок, який є одночасно підлогою для верхнього поверху.
• Після того як ви проклали порожнечі утеплювачем, потрібно буде потурбуватися про гідроізоляцію самого перекриття. Для цього вам знадобиться гідроізоляційна плівка, яку потрібно буде укласти та закріпити поверх утеплювача.

• Після закриття цієї конструкції чистовою підлогою ваше перекриття буде повністю готове.

Відео

З наступного відеоматеріалу ви дізнаєтеся, як професіонали укладають перекриття та розраховують кількість та розміри балок для міжповерхового перекриття:

Коментарів:

• Види балок перекриття
• Переваги дерев'яних балок перекриття
• Підбір перерізу бруса
• Монтаж балок перекриття
• Виготовлення збірних балок

У малоповерховому будівництві, де прольоти між несучими стінами невеликі, встановлення балок перекриття – раціональне рішення. Тут немає сенсу монтувати важке залізобетонне збірне або монолітне перекриття. Реконструкція або ремонт будинку часто має на увазі заміну перекриттів. Тут також без балок не обійтися. Але які класти конструкції, щоб збудувати безпечне перекриття і не витратити зайві гроші? Розгляньмо все по порядку.

Схема закладення перекриття в зовнішню стіну: 1 - стіна, 2 - підкладка, 3 - кінець балки, що зашпаровується, 4 - плита перекриття.

Види балок перекриття

1. Залізобетонні.
2. Металеві.
3. Дерев'яні.

Залізобетонні балки перекривають великі прольоти, але встановлюють їх тільки із застосуванням важкої вантажопідйомної техніки. Металеві конструкції практично не мають обмежень по ширині прольоту, але їх недолік - схильність до корозії і висока теплопровідність і звукопровідність. Дерев'яні балки перекриття позбавлені цих недоліків, тому й набули широкого застосування.

Повернутись до змісту

Переваги дерев'яних балок перекриття

1. Невелика вага конструкцій. Його легко витримують стіни та фундамент, а при монтажі можна обійтися без вантажопідйомних механізмів.
2. Простота монтажу. Робота посильна людям без високої будівельної кваліфікації.
3. Високі теплоізоляційні властивості.
4. Хороша надійність, міцність та довговічність.
5. Найменша вартість у порівнянні з конструкціями з інших матеріалів.

Для виготовлення брусів можна використовувати деревину як хвойних, так і листяних порід дерева. Але особливу увагу слід звернути на якість деревини:

Повернутись до змісту

Підбір перерізу бруса

Балки застосовують прямокутного чи квадратного перерізу. У прямокутного бруса широка сторона повинна бути вертикально. Це підвищує жорсткість конструкції та зменшує прогин перекриття. Найбільш поширені перерізи: 100х100 мм, 100х250 мм, 150х150 мм, 150х250 мм.

Виходячи з проектного розрахунку можуть використовуватися й інші перерізи. Щоб правильно підібрати перетин балки, треба розрахувати навантаження на погонний метр. Вона складатиметься з ваги самого бруса, елементів конструкції перекриття, меблів та предметів верхнього поверху, а також ваги людей. Навантаження треба заокруглювати у велику сторону, створюючи певний запас міцності конструкції.

Повернутись до змісту

Монтаж балок перекриття

Дерев'яні вироби використовують для прольотів до 5 м при міжповерховому перекритті і до 6 м при горищному перекритті. Кінці повинні спиратися лише на несучі стіни. Крок балок приймають у межах 0,6 – 1 м. У прямокутному приміщенні конструкції укладають паралельно короткій стіні, якщо довгі стіни несуть.

Починають монтаж перекриття з установки 2 балок у протилежних стін. Їх розташовують з відривом понад 5 див від краю стіни. Розташування виробів на одній горизонтальній площині перевіряють водним рівнем. Натягують між крайніми брусами маячний шнур і, орієнтуючись по ньому, укладають інші вироби на рівномірній відстані один від одного, але не більше за розрахунковий.

Для регулювання балок по висоті її кінець можна підтесати, якщо треба опустити вниз, або підкласти цілісний шматок деревини за необхідності підняття вгору. Підкладати тріски не можна, оскільки при усиханні деревини вони можуть зміститися і випасти. Щоб конструкції не рухалися, їх можна закріпити до облаштування настилу. Простір між кінцями на стіні закладають цеглою чи блоками.

Торець балки міжповерхового перекриття повинен доходити до зовнішнього краю стіни 20-30 див.

Це дозволить покласти виріб у сухій зоні, не проходячи "точку роси", де утворюється конденсат, що згубно діє на деревину. Для захисту кінці брусів закривають руберойдом або обробляють спеціальним захисним розчином. Але у разі встановлення балок горищного перекриття їх кінці можуть бути випущені за межі зовнішніх стін і служити основою карнизу даху.

При будівництві дерев'яного будинку з брусів балки перекриття можуть кріпитися до стін за допомогою спеціальних наполегливих кронштейнів, не порушуючи цілісності стіни. Якщо крізь перекриття проходить труба пічного або камінного опалення, то з метою пожежної безпеки відстань від труби до балки має бути не менше 40 см.

Мал. 1. Види дерев'яних перекриттів: а - горищне перекриттяз утепленням по верхній обшивці; б - перехресне горищне утеплення; в - надпідвальне перекриттяз міжбалочним утепленням; 1 - балки перекриття; 2 – дощата обшивка; 3 – пароізоляція; 4 – перший шар утеплювача; 5 – арматурна сітка; 6 - паропроникна стяжка; 7 - дерев'яний (дощатий) накат; 8 – перехресний каркас; 9 - дощата обшивка (як варіант - паропроникна армована стяжка); 10 – другий шар утеплювача; 11 - черепний брусок; 12 - дерев'яна підлога; 13 – плінтус; 14 - щілина повітрообміну.

Балки найчастіше є дерев'яні брусипрямокутного перерізу. Для накатівдоцільно застосовувати дерев'яні щити. З метою економії деревини дощаті накатиможна замінювати накатамиз ребристих або пустотілих гіпсових або легкобетонних блоків. Такі елементи дещо важчі дерев'яних накатів, Зате вони незаймисті і не загнивають.
Для забезпечення кращої звукоізоляції від повітряного перенесення звуку по накату роблять глинопіщане мастило товщиною 20-30 мм, поверх якого насипають шлак або сухий прожарений пісок товщиною 6-8 см. Засипка з пористого матеріалу поглинає частину звукових хвиль.
У конструкцію дерев'яного перекриттявходить настил підлоги зі струганих шпунтованих дощок, що прикріплюються цвяхами до лагів, з пластин або дощок, які укладають упоперек балок через 500-700 мм.

Дерев'яні балки перекриттів

Несучими елементами балкових перекриттівє дерев'яні балкипрямокутного перерізу висотою 140-240 мм та товщиною 50-160 мм, укладені через 0,6; 0,8; 1м. Перетин дерев'яних балок перекриттівзалежить від навантаження, підшивки ( накату) із засипкою, та дощатої підлоги, настеленої по лагах як безпосередньо по лагах (Таблиця 1.).

Таблиця 1. Мінімальний переріз дерев'яних балок перекриття прямокутного перерізу

Використання листяних порід дерева як балок перекриттяне допустимо, оскільки вони погано працюють на вигин. Тому як матеріал для виготовлення дерев'яних балок перекриттязастосовують хвойні породи деревини, очищені від кори та антисептовані в обов'язковому порядку. Найчастіше кінці балок заводяться в гнізда, що спеціально залишаються для цієї мети, в цегляних стінах безпосередньо в процесі кладки (рис. 2 а. або рис. 2 б.), або врубаються у верхній вінець зроблених з колод, брусчастих і каркасно-щитових стін.

Мал. 2. а. Закладення дерев'яних балок перекриттяв зовнішню стіну: 1 - стіна, 2 - підкладка, 3 - кінець балки, що зашпаровується.

Мал. 2. б. Закладення дерев'яні балки перекриттяв цегляну стіну: 1 – цегляна стіна, 2 – дерев'яна балка, 3 – кінець балки, оброблений антисептичною пастою або обгорнутий руберойдом, 4 – гідроізоляція з двох шарів руберойду.

Довжина опорних кінців балки має бути не менше 15 см. Укладання балокведе "маячковим" способом - спочатку встановлюють крайні балки, а потім проміжні. Правильність положення крайніх балок перевіряють рівнем або рівнем, а проміжних - рейкою та шаблоном. Балки вирівнюють, підкладаючи під їх кінці просмолені обрізки дощок різної товщини. Підкладати тріски або підтісувати кінці балок не рекомендується.
Дерев'яні балки перекриттів укладаютьяк правило, за коротким перерізом прольоту наскільки можна паралельно одне одному і з однаковою відстанню з-поміж них. Кінці балок, що спираються на зовнішні стіни, зрізають навскіс під кутом 60 град., антисептують, обпалюють або обгортають двома шарами толю або руберойду. При закладення дерев'яних балокУ гнізда цегляних стін ми рекомендуємо кінці балок обробити бітумом і просушити, щоб знизити ймовірність гниття від зволоження. Торці балок обов'язково залишають відчиненими. Просторові ніші при закладення дерев'яних балок перекриттівзаповнюють навколо балки ефективним утеплювачем (мінеральна вата, пінопласт). При товщині цегляних стін до 2-х цеглин зазори між кінцями балок і цегляною стінкою заливають цементним розчином. Можна також як варіант утеплити кінці балок дерев'яними коробами, попередньо просмоливши їх. У товстих стінах (2,5 цегли та більше) кінці балок не прикривають, залишаючи вентиляційні продушини. Це оберігає кінці балок від конденсації вологи. Дифузія вологи у дерев'яній балціпоказано на рис. 3.

Мал. 3. Дифузія водяної пари в дерев'яній балці: 1 - цегляна стіна; 2 – шар штукатурки; 3 - повітряний зазор між торцем дерев'яні балкита цеглою; 4 – плінтус; 5 - підлога зі шпунтованих дощок; 6 – дерев'яні дошки; 7 – водяні пари; 8 – рідка волога; 9 - руберойд або толь

При спиранні балок на внутрішні стіни під їхні кінці підкладають два шари толі або руберойду.
Кожну третю балку, що зашпаровується в зовнішню стіну, закріплюють анкером. Анкери кріплять до балок з боків або знизу і закладають у цегляну кладку.
За відсутності бруса відповідного перерізу можна використовувати збиті та поставлені на ребро дошки, при цьому загальний поперечний переріз, порівняно з цілою балкою, не повинен зменшитися.

Крім того, замість брущатих балокможна використовувати колоди відповідного діаметра, обтесані з трьох сторін, що більш економічно (круглий ліс значно дешевше за пиломатеріали), але в цьому випадку колоди повинні бути витримані в сухому приміщенні не менше одного року, подібно зрубу з колод .
Для посилення несучої здатності перекриттяможе бути використана перехресна схема встановлення силових балок. При застосуванні такої схеми перекриття спирається на всі стіни будівлі за контуром. Вузли перетинів балок стягують хомутами або дротяними скручуваннями. Перехресна схема перекриттівзастосовується вкрай рідко, оскільки набагато простіше зменшити крок несучих балок і зробити звичайне перекриття, але на виготовлення перехресного перекриттявитрачається менша кількість пиломатеріалів, ніж на традиційне, за однакової несучої здатності перекриттів.
Конструктивні відмінності перекриттів спостерігаються при їх утепленні (рис 1.). Міжповерхове перекриттяне утеплюють, горищне (з холодним горищем) - утеплюють з улаштуванням нижнього пароізоляційного шару, а надпідвальне - утеплюють з улаштуванням верхнього пароізоляційного шару.

Накат

Наступним етапом у спорудженні перекриттів є настил накату. Для його кріплення до балок прибивають черепні брускиперетином 5 х 5 см, безпосередньо на які і укладають дошки накату. (Рис 4.)

Мал. 4. Накат на черепних брусках із утеплювачем: 1 - балки; 2 - черепні бруски; 3 - чорна підлога; 4 – пергамін; 5 – утеплювач; 6 – пергамін; 7 - дошки підлоги

Пластини накатущільно підганяють один до одного, забираючи всі щілини між окремими дошками. Прагніть до того щоб нижня поверхня накатубула в одній площині з балками перекриття. Для цього необхідно в дошках накатувибрати чверть (фальц). Для споруди накатуне обов'язково використовувати повноцінні дошки, їх можна замінити горбилем. Підшивку з дощок товщиною 20-25 мм кріплять цвяхами, що забиваються під кутом. Як ми вже відзначали замість дощок для накатуможна використовувати фібролітові, гіпсошлакові та інші легкообетонні плити, що підвищує вогнестійкість перекриттів. Покладений накатпокривають шаром толю або руберойду і засипають або закладають утеплювач: як і в стінах, тут можна використовувати мінеральну вату, тирсу, шлак. При утепленні перекриттів сипучі утеплювачі не утрамбовують, а їхню засипку здійснюють на? висоти балок. Вид утеплювача та його товщину визначають від зовнішньої розрахункової температури повітря, застосовуючи дані Таблиці 2.

Таблиця 2. Товщина засипки горищного перекриття в залежності від температури зовнішнього повітря

В останню чергу верхню грань балок застеляють толем або руберойд, а зверху накладають лаги. Зауважимо, що лагине є обов'язковим елементом перекриття. Укладання лагекономічно обґрунтовано, якщо балки мають рідкісне розташування.

Також звертаємо вашу увагу на те, які елементи перекриттіввиявляться зайвими при спорудженні цокольнихі горищних перекриттів:
- у цокольному перекриттінемає підшивки
- у горищному перекриттінемає лаг та чистої статі

Цокольне перекриттяможна сконструювати таким чином, що зайвими виявляться накат і утеплювач (зрозуміло, без шкоди для експлуатаційних якостей), проте в цьому випадку буде обов'язковим прокладка руберойду по всій площі підлоги, а засипка буде гравій або утрамбований щебінь (Рис 5.)

Рис 5. Варіант пристрої цокольного перекриття: 1 - утрамбований ґрунт; 2 - гравій; 3 - балка; 4 - лага; 5 - руберойд; 6 - чиста підлога; 7 - фундамент-цоколь

Неможливо збудувати будинок без сполучних елементів - перекриттів. Саме вони є опорною основою кожного поверху будівлі. Навіть у тому випадку, якщо споруда одноповерхова, перекриття служать у ній стелею та підлогою. Все вагове навантаження посідає саме перекриття.

Речі, що знаходяться у приміщеннях, люди – весь цей вантаж має бути з успіхом витриманий. Слід зважати і на той момент, що з кожним надбудованим поверхом вагове навантаження на нижчі площі збільшується. Ось чому так важливий правильний розрахунок балок перекриття.

Що таке балки перекриття

Традиційно в будинках використовуються дерев'яні та залізобетонні перекриття. Вони є роздільною площиною між поверхами будівлі. Кожне з них встановлюється за основними несучими елементами - балками перекриття. Їхня міцність дуже важлива. Крім того навантаження, яке витримує саме перекриття, балки приймають на себе ще й вагу конструкції, що розділяє поверхи.

Правила укладання балок перекриття

Якщо зводиться цегляна будівля, то для влаштування в ній міжповерхових перекриттів у стінах залишають спеціальні отвори, які завбачливо залишають під час кладки стін. Якщо будинок будується дерев'яний, то отвори, в які згодом прокладатимуться балки, просто вирубуються у потрібних місцях. Укладання балки повинна бути зроблена таким чином, щоб опорна довжина кінців, заходила на прорізи не менше, ніж на 15 см.

Горизонтальність укладання перевіряється рівнем або рівнем. Щоб витримати точну відстань між балками, що влаштовуються, можна використовувати відрізок рейки потрібної довжини . Вона і служитиме показником тієї відстані, через яку слід встановити наступну балку. Кріпити ці опорні елементи слід через кожні два бруси. Виробляються за допомогою анкерів.

Для вирівнювання балок по горизонталі в отвори, в які вони укладаються, можна підкладати під кінці дерев'яні плашки. Не слід забувати і про утеплення під час виконання цих робіт. Весь вільний простір, що залишається в отворах після влаштування в нього балки. слід заповнити утеплювачем. Зазвичай у цих цілях використовується скловата.

Також важливо зробити гідроізоляцію. Тому в кожен отвір прокладаються шматки руберойду в два шари або щільного поліетилену. Розташувати балки можна як у паралельному, так і в перехресному напрямку. Але останнє досить складно в монтажі, і практично використовується рідко.

Розрахунок балок перекриття

В основу розрахунку перерізу бруса, який послужить опорною балкою, закладено таке правило: переріз опори має бути не менше ніж 1/25 його довжини. Наприклад, якщо довжина бруса становить 6 метрів, то товщина його повинна бути не менше 25 см. Форма приміщення, над яким зводиться перекриття прямокутної форми.

Доцільніше укладати балки таким чином, щоб їх довжина була найменш короткою. Тобто опорою для їх кінців повинні бути прорізи в найдовших стінах цього приміщення. Наприклад, якщо його розміри 3/6 метрів, то балки слід встановлювати завдовжки три метри. Але це умовна цифра, оскільки вона означає лише ширину прольоту.

Сама ж балка повинна бути більше на 50-60 см. з тієї причини, що повинна спиратися на стіни обома кінцями не менше, ніж на 25 см. Далі, щоб зробити правильний розрахунок балок перекриття, слід врахувати вагове навантаження. Для житлових будівель її середня величина 400 кг/м2

Для горищного перекриття ця величина може бути вдвічі меншою. Далі до розрахунку закладається відстань між балками. Воно може бути як 1 метр, 75 см або інше. Оптимальна ширина прольоту для дерев'яних балок – 2,5-4 метри. Найкраща форма бруса – прямокутна, із співвідношенням висоти балки до її ширини 1,4:1.

Далі за спеціальною формулою розраховується максимальний згинальний момент. Якщо відстань між балками буде 1 метр, то він становитиме 80000 кг/див.Існують спеціальні таблиці, в яких наведено середні показники для деяких порід дерева, враховано відсоткове співвідношення вологості деревини, коефіцієнт терміну її служби та багато інших показників.

Все це можна знайти на спеціалізованих сайтах або у літературі з будівництва будинків. У тому випадку, якщо на балки перекриття спочатку спиратимуться лаги, а потім уже дошки, то слід розрахувати і перетин лаг.

Монтаж дерев'яних балок перекриття використовується для будівництва малоповерхових конструкцій з дерева або цегли. Це зумовлено тим, що вони мають високу міцність, легко обробляються і монтуються, а також екологічні.

Види дерев'яних перекриттів

Існує кілька видів дерев'яних перекриттів за їх основним призначенням:

• Цокольні. Призначені для підлоги на першому поверсі та поділу нежитлового підвального приміщення від житлових кімнат. Тому основна вимога, яка до них пред'являється – це забезпечення якісної тепло- та звукоізоляції.
• Межатажні. Використовуються для розподілу житлових приміщень між поверхами в котеджах та таунхаусах. Тому вимоги до теплоізоляції мінімальні, а ось до звукоізоляції, навпаки, підвищені, тому що всередині будівлі здатні поширюватися звукові хвилі не лише повітрям, а й цілісним матеріалом.
• Горищні. Виконують практично самі функції, як і цокольні. Однак через перебування холодного приміщення над теплим додатково потрібно приділяти увагу установці пароізоляції, щоб уникнути утворення в перекриттях конденсату.

Вибір балок

Вибір балок для перекриттів заснований на їхньому основному призначенні та максимальних передбачуваних навантажень. Найбільш поширеними вважаються балки із дерев'яного бруса прямокутного перерізу з висотою від 120 до 240 мм та товщиною від 50 до 160 мм. Відстань між ними при укладанні зазвичай складає від півметра до метра. При виконанні ізоляції простору між балками контакт матеріалів забезпечується найбільше щільно без додаткових дій, на відміну від колод.

Малюнок 1. Монтаж дощатого перекриття горищного типу.

Зроблені з колод перекриття найбільш вигідні з точки зору витримування перпендикулярних навантажень і поперечних зрушень. Якщо є можливість самостійно заготовляти ліс, то на його обробку буде потрібно мінімум зусиль. Основна проблема полягає в процесі природного висушування, щоб запобігти розтріскування або викривлення протягом одного року. Для монтажу підійдуть такі балки, які мають ідеальну геометрію, відсутня сучкуватість та області ураження шкідниками.

У каркасних будинках допускається виконувати перекриття з дощок завтовшки не менше 25 мм. Це зумовлено тим, що більш масивні балки здатні викликати підвищені навантаження на основу та стіни. Також дошки використовують з метою максимального здешевлення конструкції, але не за рахунок зниження планки міцності будівлі нижче за допустимий рівень.

Малюнок 2. Зрощування дощок перекриття.

Вибір балок з листяних порід вкрай не рекомендується, тому що вони не завжди здатні витримувати навантаження, що згинають. Фахівці рекомендують хвойні породи, якісно очищені та оброблені антисептиками.

Розрахунок дерев'яного перекриття

Монтаж дерев'яних перекриттів виконується балками із співвідношенням сторін 7:5. Розміри підбираються в залежності від їх довжини та передбачуваних навантажень. Мінімально допустимий прогин має становити до 1/300 протягом усього довжину. Іноді з метою зниження прогину допускається застосування будівельного підйому, коли проводиться монтаж зігнутої балки або зрощування двох балок під певним кутом. Товщина підбирається такою, щоб вона становила понад 1/24 від довжини. При цьому можна зрощувати дошки однієї породи деревини до розрахункових розмірів перерізу з кріпленням на шурупи через кожні 20 см з їх розташуванням у шаховому порядку.

Малюнок 3. Монтаж дерев'яних балок на бетонну перегородку.

Довжина балок повинна бути більшою за відстань між стінами мінімум на 30 см, щоб з кожної сторони вона входила в стіну по 15 см. Дані для вибору параметрів балки наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Розподіл навантаження між балками залежно від відстані між ними та ширини прольотів.

Встановлення перекриттів

Монтаж балок перекриття виконується по розміченим маячкам для дотримання паралельності та інтервалу. На початковому етапі проводиться установка крайніх балок. Для цього їх випилюють потрібної довжини з виконанням скосів у торцях під кутом 60º, ретельно обробляють антисептиком, а потім обгортають в толь внахлест довжиною 15 см і піддають термічного нагрівання. Така обробка дозволяє максимально довго зберегти цілісність деревини і запобігти її псуванню, особливо при контактуванні з штучними матеріалами або металом. У деяких випадках допускається обробляти тільки кінці, які входитимуть у стіну для дотримання естетичності та декоративності стель.

Малюнок 4. Монтаж горищного перекриття на обв'язку.

Правильність положення балок визначають за допомогою схилу та рівня. Перекоси при цьому допускати не рекомендується, оскільки навантаження буде розподілятися нерівномірно і знизиться розрахунковий термін їх експлуатації.

Малюнок 5. Спосіб встановлення балок перекриття при недостатній товщині стін.

Проміжні балки встановлюють за спеціально виготовленим шаблоном, а положення контролюють за допомогою довгої рейки. При необхідності під них встановлюють обрізки дощок для забезпечення центрування та надійної фіксації. Укорочувати балки під розміри отворів у стіні заборонено, а також стісати кінці або підкладати тріски. Торцеві частини балок залишають завжди відкритими. Якщо товщини стін не вистачає, то кінці балок закладають цементним розчином.

Пристрій перекриття по дерев'яних балках залежить від його типу та необхідності встановлення ізоляційних шарів. Для виконання монтажу гідро-, паро- та теплоізоляції необхідно виконати обшивку балок плитами ДСП завтовшки 10-15 мм. При цьому їх потрібно розташовувати відносно несучих частин так, щоб стикувальні шви припадали на балки. Потім утворені ніші укладають шар пароізоляції з нахлестом 15 см і проклеюванням скотчем. Поверх нього настилають теплоізоляцію, якою зазвичай вибирають мінеральну або кам'яну вату. Укладання має бути максимально щільним без мінімальних зазорів. Зверху укладають гідроізоляційний шар і роблять обшивку дошками з товщиною щонайменше 25-30 мм.

Малюнок 6. Укладання теплоізоляції.

Кількість шарів визначається призначення перекриття і в кожному конкретному випадку від установки того чи іншого шару можна відмовитися. Але зайва економія у разі недотримання правил експлуатації потрібно бути готовим до псування деревини та необхідності ремонту перекриттів.

Малюнок 7. Обшивка перекриття.

Висновок

Укладання дерев'яних балок перекриття є одним з основних етапів при будівництві каркасних та цегляних малоповерхових будівель. Тому необхідно відповідально ставиться до розрахунків необхідної несучої здатності та підбору будматеріалів. Від дотримання технології монтажу залежить термін експлуатації будівлі.

Міцності несучих систем покрівлі необхідно приділяти особливу увагу, оскільки залежить від захисту будівлі від негоди. Помилки, допущені при кріпленні крокв до балок, загрожують великими неприємностями, аж до ремонту даху або навіть його демонтажу та створення нового каркасу. Кроквяні балки - це незамінна частина всієї конструкції даху. Їх виготовляють з деревини та металу, у продажу також є балка зб кроквяна.

При розробці проекту покрівлі та при її створенні враховують безліч факторів, що створюють навантаження на кроквяні конструкції, серед них:

• вага покриття та інших елементів покрівельного «пирога»;
• сила вітру;
• максимальна товщина снігу на даху;
• наявність обладнання та інших навантажень на каркас.

До основних елементів покрівельної конструкції, на які лягає найбільше навантажень, відносяться:

• кроквяна система або ферма;
• складові балки.

Безумовно, якість матеріалу, з якого виробляються вищеперелічені матеріали, має величезне значення, але не менш важливою є міцність та надійність з'єднання елементів даху між собою.

Двотаврові дерев'яні балки

Двотаврові дерев'яні балки – це конструктивний матеріал, який застосовують для будівництва будівель за каркасною технологією, а також для влаштування перекриттів. У них відсутні недоліки, властиві деревині, а завдяки наявності двотаврового перерізу досягнуті високі характеристики міцності. Стикування двотаврових балок проводиться за допомогою теслярського інструменту.

Способи кріплення крокв до стін

На сьогоднішній день основні варіанти встановлення крокв та кріплення їх до стін будинків такі:

Кріпильні деталі для крокв

Для складання кроквяної конструкції використовують дерев'яні елементи та металеві вироби. До дерев'яних кріплень належать: бруски; трикутники; нагелі і т.д.

Металеві кріпильні деталі – це цвяхи, болти, сталеві куточки, шурупи, шпильки, хомути, скоби, спеціальні пристрої для крокв, звані санчатами або повзунками та багато іншого.

Кріплення для балок WB використовують для монтажу несучих балок для дерев'яних конструкцій при будівництві будинків з дерева. Його перевага полягає в тому, що не потрібно врізати балку, а кріплення виконується за допомогою цвяхів, шурупів або анкерних болтів.

Способи кріплення крокв до мауерлат

Найбільш поширеним способом кріплення крокв у нижній частині вважається їх з'єднання з мауерлатом (читайте: ""). Незважаючи на його популярність, виконати якісно таку роботу вийде не у кожного будівельника, а це не може не вплинути на міцність і надійність даху.

До того, як кріпити крокви до балок мауерлата внизу кроквяної ноги робиться спеціальний виріз. Встановлювати без цього крокви не можна, оскільки при найменшому навантаженні плоска грань бруса зісковзне з поверхні балки. Що стосується виїмки в мауерлаті, робити її чи ні, залежить від матеріалу його виготовлення.

У разі застосування деревини твердих листяних порід, фахівці рекомендують робити в балці надріз – вона разом із зробленим у кроквяній нозі прорізом буде створювати завзятий замок. Коли мауерлат виготовлений із хвойної деревини, прорізи робити небажано, оскільки вони призведуть до ослаблення конструкції. Від способу, яким виконане кріплення балок до мауерлат залежить стан покрівлі в різних погодних умовах (прочитайте ще: " ").

З'єднання балки зі кроквяною ногою

Дах будинку під впливом її навантажень прагне роз'їхатися убік і вниз. Щоб цього не допустити, використовують різні конструктивні рішення, що перешкоджають усунення елементів каркасу покрівлі.

Так було придумано вирізування виїмок у нозі крокв, які можна виконати за допомогою таких сполук як:

• зуб із одним упором;
• зуб із шипом та упором;

Кріплення крокв до мауерлату, дивіться на відео:

Врубку з одним зубом застосовують, коли у даху великий кут ухилу. Це означає, що кріплення крокв до балок перекриття проводиться під кутом понад 35 градусів. У нозі вирізують зуб із шипом, а в балці для входу шипа створюють гніздо. При цьому глибина виїмки не може бути більше 1/3 або 1/4 частини товщини балки, інакше відбувається ослаблення елемента. Врубку виробляють, відступивши від краю балки 25 – 40 сантиметрів, тоді вдасться уникнути ймовірності відколів. Щоб не допустити зсуву з'єднання в бік, одинарний зуб необхідно створювати разом із шипом.

Врубку з подвійним зубом виконують для пологих покрівель, коли кут між елементами з'єднання не перевищує 35 градусів, її виконують одним із таких способів:

• два шипи;
• упор без шипа;
• упор, доповнений шипом;
• з'єднання за типом замка з двома шипами та інші варіанти.

Для обох зубів глибина врізування зазвичай однакова. Але в ряді випадків перший доповнений шипом зуб включають на 1/3 товщини балки, а другий - на 1/2.

При створенні дахів зустрічається такий спосіб пристрою крокв, коли з'єднують кроквяні ноги та дерев'яні стельові балки перекриття, але його використовують рідко. В даному випадку в нозі вирізається зуб-упор так, що одна з його площин лягає на плоский край балки, а інша площина впирається в запив, зроблений глибиною в 1/3 товщини частини балки. Для надійності крім врубки виконують додаткове з'єднання за допомогою хомутів, болтів, дротяних петель або смужок металу.

З'єднання крокв на ковзані даху

В даний час у сфері будівництва при створенні кроквяної системи використовується 3 способи з'єднання крокв на ковзані:

• з'єднання встик;
• установка на коньковий прогін;
• кріплення внахлест на коньковий прогін.

Щоб зрозуміти, який варіант краще, необхідно розібратися, як їх виконують.

З'єднання встик . Верхню частину ноги крокви обрізають під кутом, який дорівнює куту нахилу покрівлі і впирають її в іншу кроквяну ногу, на якій також виконано обрізання тільки в протилежному напрямку. Таку роботу виконують згідно з попередньо виконаним шаблоном. У ряді випадків для забезпечення в упорі більшої напруги обрізку виконують при проведенні монтажу, при цьому пропил робиться через обидва бруски, в результаті чого дві площини щільно прилягають одна до іншої. Потім крокви між собою з'єднують за допомогою довгих цвяхів.

Коли використовується цей спосіб, для додаткового кріплення застосовують металеву або дерев'яну накладку – її встановлюють за допомогою болтів або забивають цвяхи на місці стику.

Установка на коньковий прогін . Цей спосіб багато в чому схожий на попередній метод. Відмінність полягає у монтажі конькової балки. Подібна відрізняється надійністю, але її не завжди можна використовувати, оскільки тут потрібний додатковий монтаж опорних балок і тоді горищем не дуже зручно користуватися.

Цей варіант дозволяє виконувати роботу зі встановлення кожної пари кроквяних ніг безпосередньо на місці без попередніх робіт та застосування шаблонів. Верхній край ноги в даному випадку упирається в конькову балку, а нижній - на мауерлат.

Кріплення внахлест на коньковий прогін . Виконання робіт проходить аналогічно попередньому варіанту, тільки верхній стик крокв здійснюється внахлест. Вони стикаються вгорі не своїми торцями, а бічними сторонами. Кріпильними елементами є болти або шпильки.

Ремонт кроквяної конструкції

Садиба експлуатуватися може не один десяток років і часто виникає ситуація, коли необхідно відремонтувати елементи кроквяної конструкції. Стан каркасу даху та покрівельного покриття необхідно постійно контролювати, оскільки їхнє руйнування призводить до великих неприємностей. При виявленні дефектів слід вживати екстрених заходів.

Проблема: почав загнивати кінець кроквяної ноги , що спирається на мауерлат. У такій ситуації на перекриття горища поміщають колоду, вона повинна спиратися на кілька балок (установка балок перекриття має бути надійною). Під кроквяну ногу, що ремонтується, підкладають підкоси - треба, щоб вони впиралися в колоду. Між крайнім підкосом та місцем загнивання відстань має перевищувати 20 сантиметрів. Після того, як пошкоджений відрізок вилучений шляхом випилювання, на його місце монтують попередньо підготовлений вкладиш.

Проблема: у середині кроквяної ноги виявлено гниття деревини . З метою посилення кроквяної конструкції по обидва боки пошкодженого елемента прибивають дерев'яні накладки з дощок товщиною 50-60 мм. Цвяхи для кріплення забивають по краях в непошкоджену частину крокви.

Проблема: пошкоджено мауерлат . Коли це незначна ділянка, фахівці радять встановити підкоси із прикріпленою до них за допомогою скоб кроквяною ногою. Підкоси монтують з опорою на неушкоджену частину мауерлат. У тому випадку, якщо область пошкодження мауерлата значна, тоді до кроквяної ноги прибивають накладку з дощок, їх у свою чергу кріплять в новий мауерлат, встановлюють трохи нижче пошкодженого. Монтують додатковий мауерлат у стіну з використанням штирів, при цьому виконують відповідно до проекту.

Проблема: у кроквяній нозі з'явилася тріщина , внаслідок чого стався прогин покрівлі Для проведення ремонту треба заготовити 2 дошки, одна з них стане віджимною стійкою, а друга – для неї опорою. Опорну дошку кріплять перпендикулярно несучим балкам перекриття горища. Віджимну стійку встановлюють на раніше закріплену опору і підводять під прогин ноги. Між кінцем віджимної стійки і опорною дошкою вбивають 2 клина один назустріч іншому. Їх продовжують забивати, доки прогин не буде усунено. На місце, де розташовується тріщина, накладають дві дошки, довжина яких не менше ніж на метр перевищує розмір пошкодженої ділянки. Їх закріплюють болтами. Потім клини вибивають, прибирають опорну дошку та тимчасову стійку.

Проблема: потрібне посилення кроквяної системи , оскільки новий покрівельний матеріал важчий за колишній. Для цього збільшують основний переріз крокв, збільшуючи його дошками. Яку величину необхідно наростити (але не більше 5 сантиметрів) визначають за допомогою розрахунків (читайте також:). Прокладку і кроквяну з'єднують з використанням цвяхів.

Сталеві балки, що мають у поперечному перерізі форму двотавра, сконструйовані для універсального застосування в машинобудуванні та будівництві. При вивченні характеру напруг, що виникають у виробах, що навантажуються, мають суцільний переріз, була виявлена ​​нерівномірність їх розподілу.

Були визначені ділянки перерізу деталей, що мають найбільші значення напруги. В результаті виникла ідея створення виробу з такою формою перерізу, де маса металу сконцентрована в найбільш навантажених ділянках. Так з'явився двотавровий перетин.

Завдяки здатності витримувати великі навантаження на вигин у різних площинах, на зсув і кручення, сталеві двотаврові балки складають основу несучих конструкцій каркасних будівель, що швидко будуються, і стельових перекриттів.

Внутрішньоцехові вантажопідйомні механізми (кран-балки та мостові крани) переміщуються напрямними, виготовленими з балок двотаврового перерізу.

Виготовлення двотаврових балок здійснюється двома способами:

• методом прокату цілісних виливків. Такі двотаврові балки називаються гарячекатаними;
• електродуговим зварюванням попередньо розкроєних листових заготовок, в результаті чого одержують зварену збірну двотаврову балку.

Гарячекатані двотаврові балки виготовляються на прокатних станах металургійних підприємств. Така технологія дозволяє отримати цільний виріб, що не містить швів і має високу міцність.

Складання та зварювання двотаврової балки здійснюють на автоматичних лініях. Така балка трохи поступається цельнокатаною за міцністю, але може бути виконана за спеціальним замовленням, з урахуванням вимог конкретного проекту.

Виробництво гарячекатаної двотаврової балки здійснюється відповідно до ГОСТ 26020-83, зварний двотавр виробники випускають за власними технічними умовами (ТУ).

Технологія виробництва

У типовому варіанті двотаврова балка отримують з трьох листових заготовок: стінки і двох полиць, що приварюються до її торців під прямим кутом. Виготовлення здійснюється на спеціалізованих складальних лініях, налаштованих на випуск балки певного розміру.

Заготовки переміщаються на спеціальних катках і попередньо закріплюються в потрібному положенні затискними пристроями, оснащеними гідравлічним або пневматичним приводом.

На зафіксованому затискним пристроєм ділянці балки, що збирається, робляться прихватки зварюванням по поясному шву. Після цього балка переміщається по катках, знову закріплюється, і зварюванням прихоплюється наступна її ділянка.

Поясний шов проварюється остаточно після того, як вся конструкція виявляється попередньо скріпленою звареними прихватками.

Зварювання таврових з'єднань стінки з полицями здійснюється в автоматичному режимі під шаром флюсу. Процес автоматичного зварювання може виконуватись різними пристроями. Це можуть бути зварювальні маніпулятори, пальники яких варять, переміщаючись заданими траєкторіями за допомогою шарнірних з'єднань з декількома ступенями свободи.

Також можуть застосовуватися простіші пристрої типу самохідних зварювальних тракторів, набагато більше придатних для створення прямолінійних з'єднань.

Ще один клас пристроїв, здатних автоматично зварювати поясні шви двотаврових балок, це консольні чи портальні установки. До їх складу, крім власне зварювального обладнання, входить апаратура стеження та контролю якості зварного шва, а також пристрої подачі флюсу та подальшого очищення шва від його залишків.

Такі установки здійснюють зварювання під оптимальним кутом, що становить 45°, чим забезпечується найбільш сприятливе розташування зварювальної ванни, і, відповідно, висока якість зварного шва.

Інтенсивний нагрів заготовок у процесі зварювання призводить до короблення полиць. Тому процес складання двотаврових балок включає процедуру їх вирівнювання, що здійснюється на спеціальних машинах для виправлення грибоподібності.

На завершальній стадії виготовлення проводиться фрезерна обробка виробів торців.

Заміна швелерами

На практиці при зведенні будівельних конструкцій для отримання двотаврового перерізу іноді використовується зварювання швелерів між собою. Якщо швелери застосовуються замість передбачених проектом двотаврових балок, така заміна має узгоджуватися.

Узгодження використання альтернативного матеріалу відображається змінами, що вносяться до відповідних розділів робочого проекту. Можливість заміни визначається за результатами перевірочних розрахунків на міцність, що виконуються проектувальниками.

Спосіб застосування зварювання швелерів між собою також визначається розрахунком. Це може бути зварювання безперервним або уривчастим швом, або із застосуванням сполучних накладок.

При зварюванні швелерів безперервним швом, внаслідок температурних деформацій металу, може статися скручування профілю. Уникнути цього явища можна, застосовуючи спеціальні струбцини, а також, накладаючи зварювальні шви невеликими ділянками, чергуючи при цьому сторони профілів, що з'єднуються.

При необхідності подовжити таку конструкцію, здійснюють зварювання швелерів встик. Місця стикових зварювальних швів швелерів, що утворюють двотавр, не повинні збігатися один з одним. Для посилення конструкції зварний шов можна закріпити за допомогою накладки.

Способи з'єднання двотаврів

При здійсненні монтажу балкових конструкцій виконуються зварні з'єднання елементів різних поєднаннях. Серед них можна виділити типові способи поєднання двотаврових балок.

Встик

Для з'єднання способом «встик» фрагменти, що зварюються, стикують попередньо обробленими торцями. Обробка полягає в тому, що на зрізах торцевих виконують кутові скоси для більш глибокого проварювання з'єднання.

Враховуючи несучі функції двотаврових балок, їхнє з'єднання не обмежується виконанням торцевих швів. Для посилення ділянки стикування зазвичай застосовують чотири накладки - по одній на кожну полицю, і по одній на кожну зі сторін стінки.

Накладки є прямокутниками з листового металу. Вони накладаються поверх сполучного шва, потім приварюються по периметру. Накладки на полиці роблять на всю ширину полиці балки двотаврової, накладки на стінку - на всю висоту стінки.

Під прямим кутом

Таке з'єднання здійснюється між головною та другорядною несучими двотавровими балками каркасної конструкції, що знаходяться на одному рівні. У цьому вся з'єднанні головна балка служить опорою другорядної.

Зварювальні роботи виконуються у наступній послідовності. У верхній полиці головної двотаврової балки роблять виріз у формі трикутника рівнобедреного з кутом, близьким до прямого.

Верхня полиця другорядного двотавра вирізається під вставку в трикутний виріз головноїдвотаврової балки, а нижня його полиця зрізається на величину половини ширини.

В результаті має вийти таке. Щільне поєднання вирізів верхніх полиць двотаврів, стикування торця стінки другорядної двотаврової балки з бічною поверхнею стінки головного двотавра і прилягання зрізу нижньої полиці другорядної двотаврової балки до полиці головного двотавра.

Отримане таким чином спільне закріплення врівень двох перпендикулярних двотаврових балок посилюється листовою накладкою, що приварюється знизу.

Зварювання двотавра зі швелером під прямим кутом

Це з'єднання виконується, якщо другорядною двотаврової балкою служить швелер. Якщо стінки двотавра і швелера однакові по висоті, можна зробити так.

Верхня полиця швелера зрізається рід кутом 45°, на верхній полиці двотаврової балки робиться аналогічний формою виріз. Нижня полиця швелера відрізається з таким розрахунком, щоб при стиковці зріз сумісився з нижньою полицею двотавра, а стінка швелера вперлася в стінку двотавра. Так само, як і в попередньому випадку з'єднання зміцнюється накладкою знизу.

Інженерна думка не стоїть на місці. Крім описаних технологій зварювання можуть застосовуватися новостворені, на зміну застарілому зварювальному устаткуванню приходить оновлене, модернізоване або принципово нове. Не виключено, що і традиційне зварювання коли-небудь поступиться місцем іншої технології нероз'ємних з'єднань.

Вибір дерев'яного перекриття обумовлений найчастіше екологічністю матеріалу та легкістю монтажу.

Конструкція дерев'яного перекриття

Дерев'яне перекриття поступається за показниками міцності та жорсткості залізобетону, тому його влаштовують у житлових будинках до чотирьох поверхів. Виготовляють балки з лісу хвойних порід (сосна, ялина, ялиця тощо). Довжина балок найчастіше становить 5-6,5 м. У кам'яних будівлях балки укладають на відстані (по осі), кратному розміру цегли або блоків.

1. Глухий заклад. 2. Відкрите закладення. 3. З'єднання балок встик. 4. З'єднання балок врозбіг. a – цегляна стіна, b – балка, c – внутрішня опора, d – накладка металева e – гідроізоляція

У зовнішні кам'яні стіни балки закладаються глухим і відкритим способом. Незалежно від способу загортання необхідно передбачити заходи щодо запобігання конденсації пар повітря в гніздах стін. Це відбувається при їх товщині менш ніж у дві цеглини. У товстіших стінах конденсат у гніздах не утворюється.

Глибина гнізда для опори балки у кам'яних будинках, виходячи з міцності кладки на стиск, приймається 0,6-0,8 h (h - висота балки). Мінімально допустимий розмір опори становить 150 мм. Зазвичай він приймається 180-200 мм. При цьому балка не повинна доходити до стіни на 3-6 см, щоб забезпечити доступ повітря до її торця.

Балки перекриття просочуються антисептичними складами, а кінець обов'язково ізолюється двома шарами гідроізоляції (толь, пергамін). Місце між стіною та бічною поверхнею балки заповнюється розчином.

Кожну третю балку необхідно з'єднати анкером із зовнішньою стіною. Анкер одним кінцем закладається в стіну, дугою кінець кріпиться до балки. Між собою вони теж з'єднуються під час опори на внутрішні стіни.

Чорнова підлога настилається двома способами:

1. Щити чи дошки укладаються на черепні бруски за допомогою накладних планок.
2. Суцільне укладання щитів (дощок) безпосередньо на черепні бруски.

Балки та лаги підбиваються знизу щитами із тонкої дошки, ГКЛ, ГВЛ, ОСП або іншими листовими матеріалами. Стелиться мембранна ізоляція, на яку укладається тепло- та звукоізоляційний шар. Це може бути насипний, плитний або рулонний утеплювач, що закладається між балками.

1. Балки перекриття. 2. Підшивка. 3. Чорновий підлогу. 4. Утеплювач 5. Пароізоляція

Балки один до одного кріпляться за допомогою спеціальних металевих виробів.

Визначення розмірів перерізу дерев'яної балки за формулами

Частіше несучі елементи міжповерхового або горищного перекриття є балками з одним прольотом і вільним опиранням на несучу стіну або стовп.

1. Кругла колода. 2. Брус із двома кантами. 3. Брус, чотири канти. 4. Складова балка. 5. LVL брус. 6. Балка Nascor 7. Дошка

Вони сприймають вигин від ваги всього перекриття та тимчасового корисного навантаження (меблі, люди тощо). Розрахунковим шляхом визначаються необхідні розміри балки. Умовою цього є задана міцність і жорсткість несучого елемента.

Для визначення навантажень на балку щільність деревини хвойних порід для конструкцій приміщень із нормальним режимом експлуатації приймається 500 кг/м 3 . Для вологих приміщень та споруд на вулиці – 600 кг/м 3 .

Межа міцності хвойної деревини, що працює на вигин, становить 75 МПа. Показник твердості (модуль пружності Е) визначає її здатність деформуватися при дії будь-яких навантажень.

Для нормальних умов експлуатації конструкцій при дії навантажень:

• Е = 10 000 МПа - вздовж волокон;
• поперек волокон показник Е зменшується майже 50 разів.

На показники надійності деревини впливає температура. У разі підвищення межа міцності і модуль пружності зменшуються. У цьому підвищується крихкість дерев'яних виробів. Те саме відбувається і при дії негативних температур.

Для розрахунку будь-якої конструкції визначаються нормативні та розрахункові навантаження. Розрахункове навантаження одержують, помножуючи величину нормативного навантаження на n - коефіцієнт надійності (перевантаження), який враховує, в яких умовах працює конструкція.

На міцність балка перевіряється за дією максимального моменту вигину:

σ = М/W р ≤ R і

• σ - напруга у балці;
• W р - розрахунковий момент опору;
• R і - розрахунковий опір за вигином, який для деревини хвойних порід дорівнює 13 МПа.

Підбір перерізу розраховується, виходячи з необхідного моменту опору Wтр:

W тр = М / R та

Для прямокутного перерізу:

Для круглих перерізів:

Перевірка жорсткості здійснюється на дію нормативних навантажень:

• f - граничний прогин балки;
• l - розрахунковий проліт балки см;
• f/l - відносний прогин, який повинен перевищувати: 1/250 - для перекриттів між поверхами; 1/200 - для перекриттів горища;
• J - момент інерції см 4 ;
• Е = 10 000 МПа, 100 000 кг/см 2 – модуль пружності деревини;
• с - гранично допустимий коефіцієнт для відношення l/h де h - висота перерізу балки: 18,4 - для міжповерхових перекриттів; 23,0 - для горищних перекриттів.

У разі коли l ≤ ch балки перевіряються тільки на міцність. Якщо l > ch, вони перевіряються лише жорсткість.

Наприклад розрахуємо дерев'яну балку міжповерхового перекриття. Проліт l = 4,5 м; вага перекриття - g = 200 кг/м2; тимчасове навантаження p = 150 кг/м 2 ; відстань у плані між осями балок а = 0,9 м; матеріал балки - сосна R і = 130кг/см 2; m коефіцієнт умови роботи – 1,0.

q = (g n n + p n n 1) · a = (200 ∙ 1,1 + 150 ∙ 1,4) ∙ 0,9 = 387 кг/пог. м

• n, n 1 - коефіцієнти надійності постійного та тимчасового корисного навантажень.

Момент опору, який необхідний, визначається за умови міцності:

Таблиця моментів опору W см 3 прямокутних перерізів

За спеціально розрахованими таблицями можна підібрати прямокутний перетин елемента - bхh. Приймаємо брус 8х24 см (W = 768 см3). У цьому випадку відношення l/h = 450: 24 = 18,75, а гранично допустиме з = 18,4 - для міжповерхових перекриттів. Виходячи з цього, розрахунок на прогин не провадиться.

Розрахунок дерев'яної балки за графіком

Для зручності підбору балок дерев'яного перекриття за наведеними формулами складено графіки, за якими, маючи значення l і q, знаходять ширину та висоту балки. Горизонтальна лінія а-а визначає кордон, де розрахунок ведеться або на міцність або на прогин.

Якщо точка перетину l і ​​h нижче лінії а - а, розрахунок ведеться на міцність за розрахунковим навантаженням, вище лінії а-а - розрахунок ведеться на прогин за нормативним навантаженням. Даний графік має такі показники:

Е = 130 кг/см 2; f = 1/250 l; Е = 100 000 кг/см2; m н = 1,0.

При зміні цих величин перебуває відносне підвищення чи зниження одержуваних даних. Наприклад, для бруса перетином більше 14 см коефіцієнт умов роботи буде 1,15 і, відповідно, розрахунковий опір R і = 150 кг/см 2 а для колоди коефіцієнт умов роботи дорівнює 1,25, при цьому R і = 160 кг/см 2 .

Як приклад розглянемо наступний варіант: l = 6,1 м; b = 26 см; l/h = 610:26 = 23,4 > 18,4, отже, розрахунок ведеться прогин.

Для нормативного навантаження за графіком qн = 360 кг/м за графіком b = 183 см.

f = 1/200 l. Оскільки графік складено для балок горищного перекриття, уточнюємо для міжповерхового перекриття з відносним прогином f/l = 1/250. 200/250 = 0,8; b = 0,8 18,3 = 14,64 см. Остаточно можна прийняти брус для балки перекриття 15х260 см.

Висота балок при підборі перерізу повинна бути більшою за ширину, тому що в такому положенні вони краще працюють на вигин. Правильно підібраний розмір балок перекриття забезпечить реальну економію матеріалу при забезпеченій надійності та довговічності всієї конструкції.

В індивідуальній забудові найбільшою популярністю користується дерев'яна кроквяна система – основа переважної більшості дахів приватного сектора, що несе, виконана з дерева.

Кожна покрівля має індивідуальні розміри та конфігурацію, і найчастіше доводиться використовувати опорні балки з нестандартними параметрами.

Крокви бувають:

• із бруса;
• з дошки.

Чинники, що впливають на параметри пиломатеріалу

Деревину для кроквяної системи вибирають добре просушену, з малою кількістю сучків та інших дефектів. Як правило, застосовується хвойні породи, легкі в обробці та додатково просочені антисептиками та антипіренами.

Для кожного елемента системи - підкосу, стійки або крокви - проводиться розрахунок перетину та довжини.

На параметри опорних брусів впливає кут нахилу даху, геометрія ската, відстань між ковзаном і мауерлатом, відстань між кроквяними ногами та розрахункове навантаження на крокви, до якої входять вага покрівельного покриття, вага решетування, вітрове та снігове навантаження.

Грамотний розрахунок обов'язково повинен враховувати всі ці показники.

Способи з'єднання для нарощування довжини

Крокви, довжина яких більше звичайних шести метрів, виготовляють на замовлення виробничим способом.

Однак у такому випадку разом із довжиною збільшується і товщина бруса, що не завжди виправдане: адже поява зайвої ваги в конструкції даху небажана, та й ціна таких крокв буде вдвічі вищою.

Тому найчастіше будівельники вдаються до зрощування крокв.

Стикування брусів не забезпечує достатньої жорсткості на вигин, і тому місце з'єднання двох елементів повинно розташовуватися якомога ближче до опори - на відстані, що не перевищує 15 відсотків довжини всього основного прогону.

Подовження кроквяних ніг із бруса здійснюють трьома основними способами.

Торці брусів, що зрощуються, повинні бути обрізані строго під кутом в 90 градусів, щоб не допустити прогину в місці з'єднання.

По обидва боки місце стикування закріплюють накладками з пиломатеріалу. Накладки, у свою чергу, фіксують цвяхами.

Широко поширене також з'єднання за допомогою сталевої зубчастої пластини.

У разі застосування металевих елементів не слід забувати про антикорозійне покриття – щоб не допустити загнивання деревини та не зменшити надійність усієї кроквяної системи.

З'єднання шляхом косого прирубу

Кінці елементів, які стикуватимуться, розпилюють особливим способом – під кутом 45 градусів.

Бруси, що стикуються, повинні бути щільно підігнані, потрібно домогтися максимально рівних поверхонь, що з'єднуються за допомогою зачистки наждаком.

Посередині з'єднання роблять наскрізний отвір під болт 12 або 14 мм, яким фіксується стикування.

Це найпростіший у виконанні спосіб, з'єднання виходить жорстким, надійним. Один кроквяний брус накладається на інший так, щоб перехльост був не менше
100 див.

Як при цьому обрізані краї крокв – значення не має.

Фіксується з'єднання двома методами:

• за допомогою цвяхів. Щоб не розколоти крокви, цвяхи вбивають із чергуванням – у шаховому порядку;
• за допомогою шпильок. У заздалегідь підготовлені отвори вставляються шпильки, що закріплюються шайбами ​​та гайками. Такий варіант вважається надійнішим.

Складові та спарені дошки, посилення крокв.

Якщо горище планується зробити холодним, доцільніше використовувати кроквяну систему з дощок.

Їхні переваги – легкість у порівнянні з брусами та нижча ціна при не меншій міцності.

Щоб отримати складову крокву, дві однакові дошки встановлюють на ребро, а між ними вкладають третю.

Усі дерев'яні елементи повинні бути рівними по ширині, довжина третьої дошки варіюється залежно від необхідного розміру крокви.

Просвіт, що утворився, заповнюють обрізками, а закріплюють всю конструкцію цвяхами, вбиваючи їх у шаховому порядку.

Сполучені таким чином крокви забороняється використовувати як діагональні.

Більш надійними є спарені крокви: дошки з'єднуються відразу і встик, і внахлест.

Для нарощування ширини, посилення крокв використовують додаткові дошки, домагаючись оптимального співвідношення довжини та ширини відповідно до розрахункового навантаження.

Покрівельний звис захищає стіни від дощу та снігу та відводить воду з даху. Його стандартний розмір – 40 см.

Якщо кроквяна нога не виступає за стіну будівлі на необхідну довжину, її нарощують, прибиваючи дошку – так звану «кобилку».
«Кобилка» може бути легшою і вже основного бруса.

Кріпильні деталі та збірні крокви

Додатково кожне з'єднання зміцнюється металевими пластинами, скобами або куточками.

Отвори для кріплень роблять, дотримуючись такого правила: діаметр свердла має бути на 1 мм менше, ніж діаметр болта.

Металеві голчасті пластини дозволяють суттєво полегшити будівництво даху, вони просто монтуються та надійно скріплюють елементи кроквяної системи.

Останнім часом заводським способом випускають збірні крокви, підготовлені до монтажу. Транспортування таких елементів дуже зручне.

Вже на місці будівництва за допомогою голчастих пластин з декількох деталей отримують кроквяні ноги необхідних параметрів.

Збірні елементи можуть бути виконані не лише з дерева, та й з металу.

Всі роботи зі зведення кроквяної системи, формування вузлів та нарощування крокв потрібно виконувати ретельно, тому що ремонт і заміна крокв - складний процес, що вимагає серйозних трудовитрат і матеріальних вкладень.

Якщо суворо дотримуватися технології, всіх правил та рекомендацій, то дах вийде надійним та міцним.