Применяете ли вы деревянные балки в интерьере дома, делаете ли крышу, возможно строите терасу, вам будет необходима информация — как делается соединение деревянных балок.
Если раньше соединения делали с помощью шипов, то этот дедовский метод, постепенно остается в прошлом, возможно им еще пользуются профессионалы, но скорей всего в ближайшее время они стануть использовать более современные подходы.
Ведь в наше время металлические соединители позволяют быстро и надежно соединять деревянные балки. В отличие от завинчивания, которое к тому же подходит только для определенных типов соединений, таких как диагональные распорки. На сегодняшний день, соединители для деревянных балок есть практически для любого варианта соединения.
Соединители изготавливаются из листовой стали и предварительно просверлены. Меньшие отверстия 3,5 или 4,5 мм отлично подходят для оцинкованных V-образных или гребенчатых гвоздей. Некоторые фитинги также имеют более крупные отверстия диаметром 11 или 13,5 мм. Они используются для винтов с шестигранной головкой.
Ниже мы объясним, какой и куда подходит фитинг для соединения деревянных балок.
1. Т-образные соединения для деревянных балок
Если вы хотите, соединить балку с поперек стоячей балкой или, наоборот, чтобы балка вертикально стоячая соединилась с горизонтальной, вы можете сделать такое соединение несколькими способами:
Прямые соединители имеют длину от 96 до 180 мм (на рисунке слева) и крепятся гвоздями или винтами.
Есть даже большие прямые соединители с длиной до 400 мм или даже до 1250 мм – что позволяет крепить к балке на большом растоянии.
Т-образные соединители, также еще называют крестовые соединители, подходят для т-образных соединений из 3-х балок (2 поперечные балки укладываются рядом друг возле друга на одном столбе). Обычно такие типы соединений используются при постройке навесов или террас.
Такие крепления применяются, прежде всего, в том случае, если необходимо дополнительно стабилизировать прямоугольные соединения балки. Они устанавливаются под углом 135°, для крепления под другим углом используется соединитель с регулируемым углом.
В качестве альтернативы вы можете использовать универсальные соединители (многофункциональные Соединители) с прорезанными концами Бедер. Эти соединители имеют заданную точку изгиба, так что они могут быть адаптированы к любому требуемому углу. Таким образом, эти соединители для балок можно использовать очень разнообразно.
Стропильные соединения применяются, прежде всего, для кровельных конструкций. Здесь необходимы особо прочные балочные соединения, так как они часто подвергаются сильным воздействиям ветров.
Такие прочные соединения достигаются с помощью стропильных соединителей, которые доступны в шести стандартных размерах. Изготавливаются такие изделия двух видов — правые и левые — чтобы можно было закрепить балку с двух сторон.
Балочные башмаки используются при соединении балки с главной балкой. Эти соединения являются, в частности, наиболее распространенными при обустройстве интерьера помещения с помощью балок.
Это особо прочное соединение, которое используется не только чтобы соединить балку с балкой, но и балку с бетонном или кирпичом, металлом.
Такие соединители выпускаются в различных исполнениях: для крепления снаружи — тип А, для крепления внутри — тип B. Второй тип позволяет сделать более незаметное соединение, но имеет меньшую жесткость по отношению кручения, чем первый тип.
Соединение балки с балкой, которая не соответствует стандартным размерам, можно реализовать с помощью двухсекционного соединителя — Vario (тип C).
5. Угловые соединители для деревянных балок
Угловые соединители или угловые листы подходят, прежде всего, для прямоугольных деревянных соединений, на которые не будет действовать большая нагрузка. Поэтому они часто используются при изготовлении мебели и при внутренней отделке помещений.
Угловые соединители предлагаются в различных размерах и исполнениях, например, в качестве угла с перфорированной пластиной или с продольными отверстиями. Таким образом, они могут быть очень универсальными.
Для обеспечения большей устойчивости нужно использовать специальные соединители для тяжелых условий эксплуатации.
Перекрестные соединители используются, например, при строительстве перголы. Для закрепления такого рода соединения балок, соединители доступны в нескольких вариантах.
Для перпендикулярных балочных соединений очень хорошо подходят соединители первого типа (см. рисунок). При наклонных перекрестных соединениях можно использовать вилочные соединители. Несколько более сложный вариант, но также возможный, использование соединителей с двумя углами (пункт 5) для больших нагрузок.
В индивидуальной застройке наибольшей популярностью пользуется деревянная стропильная система – несущее основание подавляющего большинства крыш частного сектора выполнено из дерева.
Каждая кровля имеет индивидуальные размеры и конфигурацию, и зачастую приходится использовать опорные балки с нестандартными параметрами.
Стропила бывают:
- из бруса;
- из доски.
Факторы, влияющие на параметры пиломатериала
Древесину для стропильной системы выбирают хорошо просушенную, с малым количеством сучков и других дефектов. Как правило, применяется хвойные породы, легкие в обработке и дополнительно пропитанные антисептиками и антипиренами.
Для каждого элемента системы – подкоса, стойки или стропила – производится расчет сечения и длины.
На параметры опорных брусьев влияет угол наклона крыши, геометрия ската, расстояние между коньком и мауэрлатом, расстояние между стропильными ногами и расчетная нагрузка на стропила, в которую входят вес кровельного покрытия, вес обрешетки, ветровая и снеговая нагрузки.
Грамотный расчет в обязательном порядке должен учитывать все эти показатели.
Способы соединения для наращивания длины
Стропила, длина которых больше обычных шести метров, изготавливают под заказ производственным способом.
Однако в таком случае вместе с длиной увеличивается и толщина бруса, что не всегда оправдано: ведь появление лишнего веса в конструкции крыши нежелательно, да и цена таких стропил будет вдвое выше.
Поэтому чаще всего строители прибегают к сращиванию стропил.
Стыкование брусьев не обеспечивает достаточную жесткость на изгиб, и потому место соединения двух элементов должно располагаться как можно ближе к опоре – на расстоянии, не превышающем 15 процентов длины всего основного прогона.
Удлинение стропильных ног из бруса осуществляют тремя основными способами.
Торцы сращиваемых брусьев должны быть обрезаны строго под углом в 90 градусов, чтобы не допустить прогиба в месте соединения.
С обеих сторон место стыкования закрепляют накладками из пиломатериала. Накладки в свою очередь фиксируют гвоздями.
Широко распространено также соединение с помощью стальной зубчатой пластины.
В случае применения металлических элементов не следует забывать об антикоррозионном покрытии – чтобы не допустить загнивания древесины и не уменьшить надежность всей стропильной системы.
Соединение методом косого прируба
Концы элементов, которые будут стыковаться, распиливают особым способом – под углом в 45 градусов.
Стыкующиеся брусья должны быть плотно подогнаны, нужно добиться максимально ровных соединяемых поверхностей при помощи зачистки наждаком.
Посередине соединения проделывают сквозное отверстие под болт 12 или 14 мм, которым фиксируется стыковка.
Это самый простой в исполнении способ, соединение выходит жестким, надежным. Один стропильный брус накладывается на другой так, чтобы перехлест был не менее
100 см.
Как при этом обрезаны края стропил – значения не имеет.
Фиксируется соединение двумя методами:
- с помощью гвоздей. Чтобы не расколоть стропила, гвозди вбивают с чередованием – в шахматном порядке;
- с помощью шпилек. В заблаговременно подготовленные отверстия вставляются шпильки, закрепляемые шайбами и гайками. Такой вариант считается более надежным.
Составные и спаренные доски, усиление стропил
Если чердак планируется сделать холодным, целесообразнее использовать стропильную систему из досок.
Их преимущества – легкость в сравнении с брусьями и более низкая цена при не меньшей прочности.
Чтобы получить составное стропило, две одинаковые доски устанавливают на ребро, а между ними вкладывают третью.
Все деревянные элементы должны быть равными по ширине, длина третьей доски варьируется в зависимости от необходимого размера стропила.
Образовавшийся просвет заполняют обрезками, а закрепляют всю конструкцию гвоздями, вбивая их в шахматном порядке.
Соединенные таким образом стропила запрещается использовать в качестве диагональных.
Более надежными являются спаренные стропила: доски соединяются сразу и встык, и внахлест.
Для наращивания ширины, усиления стропил используют дополнительные доски, добиваясь оптимального соотношения длины и ширины в соответствии с расчетной нагрузкой.
Кровельный свес защищает стены от дождя и снега и отводит воду с крыши. Его стандартный размер – 40 см.
Если стропильная нога не выступает за стену здания на необходимую длину, ее наращивают, прибивая доску – так называемую «кобылку».
«Кобылка» может быть легче и уже основного бруса.
Крепежные детали и сборные стропила
Дополнительно каждое соединение укрепляется металлическими пластинами, скобами или уголками.
Отверстия для креплений делают, следуя такому правилу: диаметр сверла должен быть на 1 мм меньше, чем диаметр болта.
Металлические игольчатые пластины позволяют существенно облегчить строительство крыши, они просто монтируются и надежно скрепляют элементы стропильной системы.
В последнее время заводским способом выпускают сборные стропила, подготовленные к монтажу. Транспортировка таких элементов очень удобна.
Уже на месте строительства с помощью игольчатых пластин из нескольких деталей получают стропильные ноги необходимых параметров.
Сборные элементы могут быть выполнены не только из дерева, но и из металла.
Все работы по возведению стропильной системы, формированию узлов и наращиванию стропил нужно выполнять тщательно, так как ремонт и замена стропил – сложный процесс, требующий серьезных трудозатрат и материальных вложений.
Если строго придерживаться технологии, всех правил и рекомендаций, то крыша получится надежной и прочной.
Стальные балки, имеющие в поперечном сечении форму двутавра, сконструированы для универсального применения в машиностроении и строительстве. При изучении характера напряжений, возникающих в нагружаемых изделиях, имеющих сплошное сечение, была выявлена неравномерность их распределения.
Были определены участки сечения деталей, имеющие наибольшие значения напряжения. В результате этого возникла идея создания изделия с такой формой сечения, где масса металла сконцентрирована в наиболее нагруженных участках. Так появилось двутавровое сечение.
Благодаря способности выдерживать большие нагрузки на изгиб в разных плоскостях, на сдвиг и кручение, стальные двутавровые балки составляют основу несущих конструкций быстровозводимых каркасных зданий и потолочных перекрытий.
Внутрицеховые грузоподъемные механизмы (кран-балки и мостовые краны) перемещаются по направляющим, изготовленным из балок двутаврового сечения.
Изготовление двутавровых балок осуществляется двумя способами:
- методом проката цельных отливок. Такие двутавровые балки называются горячекатаными;
- электродуговой сваркой предварительно раскроенных листовых заготовок, в результате чего получают сварную сборную двутавровую балку.
Горячекатаные двутавровые балки производятся на прокатных станах металлургических предприятий. Такая технология позволяет получить цельное изделие, не содержащее швов и обладающее высокой прочностью.
Сборку и сварку двутавровой балки осуществляют на автоматических линиях. Такая балка незначительно уступает цельнокатаной по прочности, но может быть выполнена по специальному заказу, с учетом требований конкретного проекта.
Производство горячекатаной двутавровой балки осуществляется в соответствии с ГОСТ 26020-83, сварной двутавр производители выпускают по своим собственным техническим условиям (ТУ).
Технология производства
В типовом варианте, двутавровая балка получают из трех листовых заготовок: стенки и двух полок, привариваемых к её торцам под прямым углом. Изготовление осуществляется на специализированных сборочных линиях, настроенных на выпуск балки определенного размера.
Заготовки перемещаются на специальных катках и предварительно закрепляются в нужном положении зажимными устройствами, оснащенными гидравлическим или пневматическим приводом.
На зафиксированном зажимным устройством участке собираемой балки делаются прихватки сваркой по поясному шву. После этого, балка перемещается по каткам, вновь закрепляется, и сваркой прихватывается следующий ее участок.
Поясной шов проваривается окончательно после того, как вся конструкция оказывается предварительно скреплённой сварными прихватками.
Сварка тавровых соединений стенки с полками осуществляется в автоматическом режиме под слоем флюса. Процесс автоматической сварки может выполняться разными приспособлениями. Это могут быть сварочные манипуляторы, горелки которых варят, перемещаясь по заданным траекториям посредством шарнирных соединений с несколькими степенями свободы.
Также могут применяться более простые устройства типа самоходных сварочных тракторов, гораздо больше подходящих для создания прямолинейных соединений.
Еще один класс устройств, способных автоматически сваривать поясные швы двутавровых балок, это консольные или портальные установки. В их состав, кроме собственно сварочного оборудования, входит аппаратура слежения и контроля качества сварного шва, а также устройства подачи флюса и последующей очистки шва от его остатков.
Такие установки осуществляют сварку под оптимальным углом, составляющим 45 °, чем обеспечивается наиболее благоприятное расположение сварочной ванны, и соответственно, высокое качество сварного шва.
Интенсивный нагрев заготовок в процессе сварки приводит к короблению полок. По этой причине процесс сборки двутавровых балок включает процедуру их выравнивания, осуществляемую на специальных машинах для исправления грибовидности.
На завершающей стадии изготовления производится фрезерная обработка торцов изделия.
Замена швеллерами
На практике при возведении строительных конструкций для получения двутаврового сечения иногда используется сварка швеллеров между собой. Если швеллеры применяются взамен предусмотренных проектом двутавровых балок, такая замена должна согласовываться.
Согласование использования альтернативного материала отражается изменениями, вносимыми в соответствующие разделы рабочего проекта. Возможность замены определяется по результатам поверочных расчётов на прочность, выполняемых проектировщиками.
Способ применяемой сварки швеллеров между собой также определяется расчётом. Это может быть сварка непрерывным или прерывистым швом, либо с применением соединительных накладок.
При сварке швеллеров непрерывным швом, в результате температурных деформаций металла, может произойти скручивание профиля. Избежать этого явления можно, применяя специальные струбцины, а также, накладывая сварочные швы небольшими участками, чередуя при этом стороны соединяемых профилей.
При необходимости удлинить такую конструкцию, осуществляют сварку швеллеров встык. Места стыковых сварочных швов швеллеров, образующих двутавр не должны совпадать друг с другом. Для усиления конструкции сварной шов можно укрепить с помощью накладки.
Способы соединения двутавров
При осуществлении монтажа балочных конструкций выполняются сварные соединения элементов в различных сочетаниях. Среди них можно выделить типовые способы соединение двутавровых балок.
Встык
Для соединения способом «встык» свариваемые фрагменты стыкуют предварительно обработанными торцами. Обработка состоит в том, что на торцевых срезах выполняют угловые скосы для более глубокой проварки соединения.
Учитывая несущие функции двутавровых балок, их соединение не ограничивается выполнением торцевых швов. Для усиления участка стыковки обычно применяют четыре накладки – по одной на каждую из полок, и по одной на каждую из сторон стенки.
Накладки представляют собой прямоугольники из листового металла. Они накладываются поверх соединительного шва, затем привариваются по периметру. Накладки на полки делают на всю ширину полки двутавровой балки, накладки на стенку – на всю высоту стенки.
Под прямым углом
Такое соединение осуществляется между главной и второстепенной несущими двутавровыми балками каркасной конструкции, находящимися на одном уровне. В этом соединении главная балка служит опорой второстепенной.
Сварочные работы выполняются в следующей последовательности. В верхней полке главной двутавровой балки делают вырез в форме равнобедренного треугольника с углом, близким к прямому.
Верхняя полка второстепенного двутавра вырезается под вставку в треугольный вырез главнойдвутавровой балки, а нижняя его полка срезается на величину половины ширины.
В результате должно получиться следующее. Плотное совмещение вырезов верхних полок двутавров, стыковка торца стенки второстепенной двутавровой балки с боковой поверхностью стенки главного двутавра и прилегание среза нижней полки второстепенной двутавровой балки к полке главного двутавра.
Полученное таким образом совместное закрепление заподлицо двух перпендикулярных двутавровых балок усиливается привариваемой снизу листовой накладкой.
Сваривание двутавра со швеллером под прямым углом
Это соединение выполняется, если второстепенной двутавровой балкой служит швеллер. Если стенки двутавра и швеллера одинаковы по высоте, можно поступить следующим образом.
Верхняя полка швеллера срезается род углом 45 °, на верхней полке двутавровой балки делается аналогичный по форме вырез. Нижняя полка швеллера отрезается с таким расчетом, чтобы при стыковке срез совместился с нижней полкой двутавра, а стенка швеллера уперлась в стенку двутавра. Так же, как и в предыдущем случае, соединение укрепляется накладкой снизу.
Инженерная мысль не стоит на месте. Кроме описанных технологий сварки могут применяться вновь созданные, на смену устаревающему сварочному оборудованию приходит обновленное, модернизированное или принципиально новое. Не исключено, что и традиционная сварка когда-нибудь уступит место другой технологии неразъемных соединений.
Возведение современных зданий невозможно без надежных металлических конструкций. Двутавр используется в тех случаях, когда нужно создать металлоконструкцию, способную выдержать высокую нагрузку. По сравнению с другими профилями двутавры имеют большой момент сопротивления. Помимо этого, изготовление двутавровых балок в несколько раз выгоднее, при этом расход сырья остается минимальным. Таким образом, использование таких балок в каркасном строительстве удешевляет фундаментные работы, снижает вес объекта и сокращает срок его сдачи в эксплуатацию.
Область использование двутавровых балок: колонны, главные или вспомогательные балки и т.п.
Понятие двутавров и их виды
Заводы выпускают сразу несколько видов двутавров в зависимости от области применения последних. В основе классификации лежит расположение граней полок. Например, обыкновенные двутавровые балки с нумерацией высоты от 10 до 60 имеют уклон внутренней грани полок, а изделия с параллельными гранями полок производятся только по ГОСТ 26020-83. Их ширина 0.4 м, а высота до 1 м.
Изделия с уклоном внутренних граней делятся на:
Обычные со стандартом качества по ГОСТ 8239 89.
Специальные со стандартом качества по ГОСТ 19425 74.
Обратите внимание, что у большей части двутавров стены гораздо толще, чем требуется для нормальной устойчивости. Жесткость балок отличается от основных осей за счет малой ширины полок.
По ширине двутавровые балки тоже имеют специальную классификацию:
Узкополочные;
Среднеполочные по ГОСТ 8239-89;
Широкополочные балки по ГОСТ 26020-83 выполнены таким образом, что грани полок размещены параллельно друг другу (HEA (IPBL), HEB (IPB), HEM (IPBv));
Колонные с одинаковой высотой профиля и шириной полки;
Способы соединения двутавровых балок
Скрепить двутавровые балки можно или при помощи болтов или же сварки . Давайте остановимся на каждом способе подробнее.
Болтовое соединение
Такой способ хорош тем, что при частом монтаже и демонтаже конструкций отдельные узлы конструкции достаточно просто отсоединяются. Кроме того, вы можете самостоятельно собирать и разбирать их.
Преимущества болтового соединения перед сваркой:
В конструкции отсутствует остаточное напряжение;
Устойчивость к ударам и вибрациям;
Простота демонтажа\монтажа.
Недостатки болтового соединения:
Сечения элементов ослабляются из-за болтовых соединений;
Вероятность того, что металлические болты начнут ржаветь;
Болтовое соединение более трудоемкое и затратное из-за того, что необходимо применять дополнительные элементы для усиления конструкции;
Высокой эффективностью обладают фланцевые (арматурные) соединения, но из-за повышенной деформативности они мало распространены.
Сварка двутавровых балок
Во время изготовления сварных балок сначала сваривают стенки и стыки поясов. Это связано с тем, что стыковые швы поясов являются основными в балках. Для уменьшения остаточного напряжения их следует варить без закреплений в обрабатываемых листах.
Следите, чтобы зазор между стыкующимися кромками длистов не выходил за пределы допустимых отклонений, иначе в дальнейшем это может свести на “нет” все усилия. Чтобы проверить правильное положение осей листов, возьмите простую длинную линейку, приложите ее к оси или же сразу к боковым кромкам. Если они все-таки сместились, то смещение легко устраняется при помощи обычного клина, а нужный зазор устанавливается при помощи сборочной планки. Далее стык сваривается или полуавтоматом, или высококачественными электродами, или под флюсом. К слову, если вы решили использовать сварку под флюсом, то заранее позаботьтесь о том, чтобы расплавленный металл и шлак не протекли во время работы.
Особое внимание уделите сварке стыков балок. Монтажные стыки создаются таким образом: в самом начале сваривается стык вертикальной стены, потом пояса.
После всех операций заварите стык пояса, т.к он работает на сжатие. После того, как стыки балки соединены, доварите поясные швы там, где остались незаваренные участки. Такую сварку следует проводить только электродами высокого качества.
В тех случаях, когда балка оказывается слишком высокой (сборка элементов мостовых пролетных строений), ее стенка может состоять по ширине сразу из нескольких продольных листов. Они или свариваются встык, или при помощи специальных ребер жесткости (горизонтальные) двумя угловыми швами втавр.
Также вы можете использовать установку со сборочной скобы с увеличенным числом вертикальных прижимов для сборки подобных балок.
Если поясные швы свариваются сразу двумя автоматами “в угол” при горизонтальном положении вертикальной стены, то производительность работы вырастет. При этом продольная ось балки искривляется минимально, т.к горизонтальный прогиб после наложения первой пары швов будет почти удален обратным прогибом после сварки второй пары.
Если сварка происходит в вертикальном положении, то остаточный прогиб будет виден при вогнутости балки в сторону пояса в месте, где сделана первая пара швов. Как только сварка закончена, происходит разметка поперечных ребер жесткости. Они привариваются или полуавтоматом, или вручную.
Для того, чтобы соединить два отрезка двутавров, используйте накладки. Работают они таким образом: перед тем, как установить накладки по обе стороны от стенки и снаружи полок, обрежьте их в форме ромба и обварите косыми швами. Это делается для того, чтобы выступающие полки не мешали наложению сварочного шва по стороне накладок. Располагайте накладки симметрично с продольной осью двутавровой балки.
Данный способ подходит только для минимально загруженных конструкций, потому что накладки имеют свойство концентрировать напряжение у швов, т.к меняется форма сечения.
Чтобы соединить главную и второстепенную балки, формирующие несущие покрытия между этажами или каркасы крыш\куполов, используется следующий способ:
Для начала сделайте равнобедренные треугольные вырезы в верхней полке первой главной балки, при этом угол вершины должен составлять 90°.
В то же время в нижней полке второстепенной балки делаются разрезы на 1\2 ширины нижней полки главной балки.
Верхняя полка вспомогательной балки срезается так, чтобы получился такой же, как и у главной, равнобедренный треугольник с углом в вершине 90°.
После того, как монтаж главных балок путем установки на накладку закончен, монтируются второстепенные балки. Следом за этим свариваются примыкания верхних полок и стенок.
В самом конце к нижним полкам балок приваривается накладка.
В стыке стенки нижней полкой главной балки с второстепенной необходимо оставить зазор 3÷3,5мм.
Балочное перекрытие является многоэлементной системой, которая несет не только механические нагрузки, но и призвана служить теплоизоляционной и звукопоглощающей прослойкой между этажами, подвалом и крышей.
Все элементы балочной конструкции устанавливаются и соединяются определенным образом и представляют собой одно целое. Сегодня мы поговорим с вами о том, какими могут быть такие перекрытия, дадим несколько советов по их возведению, и разберемся с прочими вопросами по теме. Приступим!
Особенности деревянного балочного перекрытия
Все балочные перекрытия можно разделить по типу используемого материала. Самыми распространенными и простыми в установке являются деревянные элементы. Помимо них применяются еще железобетонные и стальные, но это уже по части массового и промышленного строительства, поэтому описывать их нет никакой необходимости.
- Популярность дерева, в первую очередь зависит от его распространенности в нашей стране и вполне приемлемой стоимости. Также стоит отметить простоту монтажа, при которой строителям не потребуется наличие тяжелой подъемной техники.
- Конечно, дерево не будет служить столь долго как металл, но при правильной обработке срок будет очень большим. Как говорится, на наш век хватит!
- Экологическая чистота материала может быть и недостатком – в дереве любят селиться различные насекомые и микроорганизмы, однако все это легко устранимо при правильной обработке антисептиками.
- Сразу стоит отметить, что дерево – горючий материал. Чтобы уйти от этого недостатка балки пропитываются специальными составами антипиренами, которые на определенный срок наделяют древесину противопожарными свойствами.
Интересно знать! Долговечность балочных деревянных перекрытий во многом зависит от типа используемой древесины. Возьмем для примера бывшие доходные дома Санкт-Петербурга, которым сегодня исполнилось более 200 лет. Среди них имеются даже семиэтажные строения, и везде в качестве балок использовалось дерево, которое даже во влажном северном климате продолжает служить и по сей день.
Отличием тех перекрытий, конечно же, является использование бревен для балок, а не брусьев, но все равно брусья в частном домостроительстве будут служить достаточно долго.
Параметры деревянных балок
Итак, сегодня в качестве балок преимущественно используется деревянный брус – опиленное с четырех сторон бревно определенного сечения. Древесина используется в основном хвойная, так как материал имеет природную «пропитку» смолами, что хорошо защищает его от влаги.
- Для небольших пролетов, не превышающих 2 метра, допускается использование досок толщиной 25, 32 или 40 миллиметров, установив их на ребро.
- При необходимости усилить несущие элементы вы можете соединить две доски, как это показано на фото выше, при помощи гвоздей, саморезов или болтовых соединений.
- Бревна сегодня используются разве что при возведении срубов, да и то частенько брусья применяются и там.
- Параметры балок напрямую зависят от ширины перекрываемого ими пролета, а также шага между ними.
- При расчете проекта также учитываются возможные нагрузки, которые будут оказываться. Вот таблица, которая поможет вам сориентироваться в подборе сечения несущих балочных элементов.
Приведенная в таблице информация получена из ГОСТ 24454-80.
Совет! В расчет шага между балками включена потенциальная полезная нагрузка в 200 кгс/м3, а также вес самих балок, плюс масса минераловатного утеплителя с плотностью до 100 кг/м3. Если запланировано утепление перекрытия керамзитом, то шаг между балками стоит уменьшить на 20% от заявленного.
Главной особенность деревянного балочного перекрытия является то, что при установке на широкие пролеты оно способно обеспечить достаточную прочность, однако в силу особенностей материала, перекрытие не может быть жестким, то есть все равно прогибается, особенно при увеличении нагрузки. Это свойство называют зыбкостью пола.
Как раскладываются балки и заделываются в стену
Итак, длина балок подбирается согласно перекрываемому проему, что и не удивительно. При этом если помещение имеет прямоугольную форму, выбирается его меньшая сторона. Если же оно квадратное, то направление значения не имеет.
Совет! Стоит помнить, что опираться балки могут только на несущие стены, которые рассчитаны на возрастающие нагрузки – легкие перегородки в полкирпича для этих целей ни в коем случае использовать нельзя.
- В зависимости от габаритов помещения раскладка балок может выполняться по-разному. Если пролеты слишком большие можно разбить их на участки меньших размеров бри помощи более массивных брусьев.
- Балки муруются в кирпичные стены, а в местах соединения друг с другом фиксируются при помощи специальных стальных крепежей или фанерных накладок.
- Для того чтобы замуровать балки в стену необходимо в процессе кладки подготовить для них специальные ниши, которые будут соответствовать габаритам используемых брусьев.
- Чтобы соединение было достаточно надежным и выдерживало все нужные нагрузки, глубина посадки торца балки должна быть не меньше 15-ти сантиметров. Это относится к любой кирпичной, каменной или блочной стене.
- При этом глубина самой ниши должна быть больше на 20-30 миллиметров, чтобы обеспечить воздушный зазор до задней стенки.
- Если с наружно стороны стена имеет теплоизолирующий слой, то внутреннюю часть ниши можно ничем не заполнять.
- Если такого слоя нет, то из-за оставшейся небольшой толщины стены, ниша может превратиться в мостик холода, который будет промораживаться при падении температуры воздуха на улице. В результате на деревянной балке начнет образовываться конденсат, что, как понимаете, очень плохо и приведет к ускоренному старению материала. Чтобы такого не происходило, ниша заполняется теплоизолирующим материалом, например, полистиролом, который сам не пропускает влагу и прекрасно защитит балку.
На схеме выше показаны способы того, как балки монтируются в стены разных типов.
Совет! Размещаемый внутри утеплитель не нужно оборачивать полиэтиленовой пленкой, так как возможно образование конденсата в закрытом пространстве, в результате чего ниша таки может промерзнуть.
- Перед укладкой в нишу торцы балок необходимо отпилить под углом в 60-70 градусов.
- Спилы и вся погружаемая часть обрабатываются антисептическим составом.
- Также потребуется создать влагонепроницаемый слой – край балки оборачивается рубероидом или толем (второй вариант лучше). При этом торец оставляется открытым, чтобы обеспечить приток воздуха
- При желании можно края и не оборачивать, но это менее надежно. В этом случае под балки необходимо положить подкладки – те же рубероид, толь или кусочек доски, пропитанной антисептиком, чтобы не дать древесине соприкасаться с камнем. Если этого не сделать, то достаточно скоро начнется процесс гниения древесины.
- Самым надежным способом при этом, будет сочетание двух этих методов, то есть обернутую балку поставить на подложку, что, в принципе, и показано на предыдущей схеме.
- Щели, которые остались вокруг балки, нужно заделать монтажной пеной. Такое покрытие надежно сохранит дерево от влаги, которая может попасть внутрь из помещения, но в то же время через микроскопические поры все это дело будет проветриваться.
- Оставшееся пространство заполняется цементным раствором.
- Если подложку из обработанной антисептиком доски разместить не только снизу, но и по всем сторонам ниши, балка будет служить еще дольше, практически как те, что имеются в уже упоминаемых старинных зданиях. Правда, тогда в качестве антисептика применяли деготь, но и современные пропитки прекрасно подойдут.
Совет! Также старинные балки обрабатывались дополнительно сажей – натуральным антисептиком, который справлялся с задачей не хуже современных составов, приготовленных химической промышленностью.
- Если вы опираете балки на внутреннюю несущую стену, то все меры по изоляции элемента от влаги также необходимо выполнить.
- При строительстве дома очень важно помнить, что балки, помимо своей основной несущей функции, усиливают стены здания, которые как мы знаем, связаны друг с другом только по углам. Даже в двухэтажном доме высота стен достигает 6-7 метров, так что без должной связки могут появиться непредсказуемые последствия.
- То есть балки должны не просто лежать в подготовленных нишах, а быть жестко связанными со стенами строения. Для этого применяется анкеровка этих элементов.
- Анкеровка выполняется при помощи подготовленных металлических пластин Т-образной формы, один край которых приколачивается к брусу, а остальные лопасти вмуровываются в кладку.
- Анкеры могут ставиться на каждую балку, либо через одну – и в том и в том случае связка будет достаточно прочной.
- В случае соединения с деревянными стенами применяются специальные крепежные элементы с перфорацией, через которые все крепится на саморезы. При этом края балок также должны опираться на вырезанные ниши, как на фото.
- В некоторых случаях допускается и навесная стыковка, но тогда к стенам должны быть прикручены периметральные доски.
- Если выполняется опирание двух балок на межкомнатную стену, то они должны быть связаны между собой стальными полосами, которые набиваются с двух сторон.
Отдельно стоит поговорить про опирание балок перекрытия на стены из газобетонных блоков. Данный материал не обладает высокой плотностью и не в состоянии полноценно выдерживать вес перекрытия и кровли.
- Поэтому заливается монолитный пояс из железобетона, который многократно усилит конструкцию и зафиксирует сами балки. Также возможно опирание на сам пояс – так будет еще надежнее.
- Для этого применяются специальные газобетонные блоки «U»-образной формы, в которых выпиливаются выемки по края балок.
- Подобную стыковку вы можете рассмотреть на фото выше.
- Анкеровку в этом случае выполняют при помощи металлических пластин, которые связываются с самим армопоясом.
Опирание балок на вертикальные элементы
Если речь идет о каркасном строении, то балки частенько дополнительно опираются на систему из отдельно стоящих опор, таких как: колонны, столбы, стойки.
- Если требуется над вертикальной опорой выполнить соединение элементов, то стык должен располагаться строго над ней.
- Если оба элемента сделаны из дерева, то стыковку выполнить довольно просто – забивают под углом гвозди и скрепляют все это дополнительно скобами.
- Связку можно выполнить и при помощи деревянных или фанерных накладок, устанавливаемых с двух сторон. Крепление выполняется перпендикулярно с помощью гвоздей или саморезов.
- Рассмотрев приведенную схему, вы можете увидеть, что используются и различные соединители из металла, которые можно приобрести в готовом виде в магазине. Делаются они обычно из оцинкованной стали, чтобы предотвратить коррозию элемента.
Межбалочное заполнение перекрытия
Наполнение между балками, по сути, это набор ограждающих элементов, каждый со своим назначением. Давайте посмотрим, какие варианты устройства бывают тут.
Данный тип конструкции может быть применен только при условии, что расстояние между несущими балками не превышает 60-ти сантиметров. Если этим правилом пренебречь, то пол будет «зыбким». План такого перекрытия показан на следующей схеме.
Давайте послойно разберем этот пирог:
- Итак, в этом случае балки перекрытия у нас становятся основанием для удержания обшивки, на них будет сверху настилаться черновой пол, а внутри расположатся слои паро-, тепло- и звукоизоляции – последние два, чаще в лице одного материала.
- Пойдем снизу-вверх. Самый нижний слой – это отделочный материал потолка, в качестве которого может выступать пластик, деревянная вагонка, гипсокартон, МДФ и прочее. Отделка монтируется в последнюю очередь, если не планируется выкладывать утеплитель прямо сверху нее. Такое решение крайне ненадежное, поэтому пропустим его описание.
- Чтобы все держалось прочно, особенно если будет применен достаточно тяжелый теплоизолятор типа керамзита, снизу монтируется деревянный настил (12), который будет удерживаться за счет черепных брусков (10), накрученных параллельно балкам по их нижнему краю. Для черепных брусков отлично подойдет рейка сечением 30*40 и выше. Крепится все на саморезы.
- Далее поверх настила кладется слой пароизоляции, который не даст мусору просыпаться вниз, плюс убережет сами балки и утеплитель между ними от проникновения влаги из воздуха.
- Следом кладется слой теплоизолятора – обычно это или вспененный полистирол или минеральная вата, хотя и прочих вариантов на рынке великое множество. Причем предпочтительнее будет именно минвата, так как она не является горючим материалом и не боится грызунов.
Совет! Минеральная вата сильно теряет свои теплоизоляционные свойства при намокании, поэтому необходимо позаботиться о ее качественной изоляции.
- Следующий слой снова пленочный, но на этот раз гидроизолиующий. Вода может просочиться сверху, если на пол что-то разлили или кровля дала течь. Рекомендуется также применять мембранные пленки, не препятствующие газообмену.
- Расстояние от пленки до утеплителя обычно оставляется в 50 миллиметров, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха, хотя иногда этим правилом можно пренебречь
А что же по поводу звукоизоляции, ведь популярные на сегодня утеплители не так уж и эффективны в этом плане? Еще бы — вес той же минваты на 1 квадратный метр составит каких-то 5-6 килограмм, а звук в такой неплотной среде будет распространяться практически без помех!
В этом случае перед укладкой утеплителя стоит обустроить отдельный слой звукоизолятора, например, установить звукоизоляционную панель, либо насыпать песка или глины, если речь идет о совсем уж бюджетной стройке. При этом не забывайте, что несущая способность перекрытия должна выдержать увеличенные нагрузки.
Между слоями звуко и теплоизоляции также необходимо поместить разделительную мембранную пленку.
Звукоизоляция не будет полной, если вибрации будут передаваться по самим балкам при хождении по полу верхнего этажа. Чтобы устранить этот неприятный эффект поверх балок настилается упругий материал, например, тот же рубероид.
Далее монтируется черновой настил, который выступит основанием для чистового напольного покрытия, например, ламината. Для настила используются доски толщиной в 32 миллиметра – можно и тоньше, но при условии, что шаг между балками невелик, и пол не будет прогибаться.
Перекрытия с лагами
По ходу статьи мы разбирали таблицу, из которой стало понятно, что сечение балок и шаг между ними – величины взаимосвязанные. Закономерность тут прямо пропорциональная – чем мощнее брусья, тем большее расстояние между ними допускается оставлять.
- Подход с большим отступом хорош для облегчения трудозатрат в плане обустройства ниш под балки, однако прочность самого пола при этом может пострадать.
- Решить проблему помогают лаги – поперечные доски или брусья, которые ставятся на ребро или кладутся плашмя. Пиломатериал берется следующего сечения – 50х75 или 50х100 миллиметров.
- Шаг между ними выбирается приемлемый для будущего настила. Торцевое соединение элементов выполняется над лагами. Скрепляющим элементом при этом служит деревянная, металлическая или фанерная накладка.
Межбалочное заполнение перекрытия будет таким же, как и в предыдущем случае, однако за счет увеличившейся толщины перекрытия вы сможете добавить еще слой утеплителя, чтобы сделать изоляцию более эффективной. Также нужно помнить, что в отличие от балок лаги в стену не заделываются, а просто примыкают к ним.
Итак, мы узнали, как устроено балочное перекрытие, которое вы теперь с легкость можете возвести самостоятельно, следуя тем рекомендациям, что были приведены в данной статье. Дополнительно раскрыть вопрос поможет видео в этой статье – обязательно взгляните. А теперь мы с вами прощаемся, до скорых встреч!
Загрузка...