Межэтажные перекрытия по деревянным двутавровым балкам

Подробный обзор

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Крепление бруса к стене

Крепление бруса к стене — не простой вопрос. Брус всегда был популярен в строительстве частных домов. В настоящее время все чаще появляются строительные материалы с новыми свойствами, развиваются технологии. Комбинация бруса с новыми стройматериалами и монтажными системами иногда вызывает вопросы — каким же образом технически правильно будет выполнить крепления бруса к разным поверхностям?

Крепление бруса к стене

Для крепления необходим крепежный материал. Сегодня имеется множество видов крепежа для любых соединений элементов. Их отличия — область применения и технические характеристики, которые регламентируют допустимую нагрузку на крепежный элемент и технологию крепежа.

Уголковые крепежные элементы из металла имеют отверстия для крепления саморезами, гвоздями или дюбелями. Металлы для уголков применяются не подверженные окислению и достаточно прочные. Запас прочности уголка нужно принимать не менее 2, то есть уголок должен выдержать вес в два раза больше, чем вес элемента, который будет на него опираться. При этом нужно еще учесть и посчитать, какие конструкции будут опираться на этот брус.

Крепление бруса к стене

Деревянные брусья крепят к стенам с разными целями — чтобы укрепить на этих стенах навесную мебель, книжные полки или декоративные элементы интерьера, а также бытовую технику. При установке дверных коробок, для облицовки снаружи и внутри, для устройства козырька над входной дверью или навеса для веранды также нужно делать крепления бруса к стенам. Главное, сначала нужно определиться с материалом этой стены, и подходить к газобетонным блокам, гипсокартонной облицовке и стене из кирпича, конечно, придется совсем по-разному.

Выбор способа крепежа зависит от материала стены и особенностей создаваемой конструкции. Конечно, в контексте газобетона речь не о том, чтобы крепить прогоны из бруса к стенам из ячеистобетонных или керамических блоков, это невозможно без устройства армопояса или усиливающих опору конструкций, а только о креплении брусков, например, для обрешетки под гипсокартон.

Крепление бруса к стене

Также речь не о том, чтобы крепить брус к кирпичным и бетонным стенам для устройства перекрытий или полов с лагами из бруса, поскольку в этих конструкциях брус и его крепление должны нести значительные нагрузки. Конструкция крепления бруса при этом — монтаж в стену в процессе кладки или бетонирования, или опирание на армопояс.

Торец бруса дополнительно пропитывают огнебиозацитным составом перед замоноличиванием или закладкой в стену и защищают слоем гидроизоляционного материала. Антисептики на масляных основах применять не рекомендуют, поскольку они затрудняют испарение влаги. Концы деревянных балок срезают под 70 град, для того, чтобы влага лучше испарялась. Зазор между стеной ниши и балкой обязателен, в него закладывается теплоизоляция, поскольку балка опирается на наружную стену.

Крепление бруса к стене

При укладке балок из бруса на армопояс их крепят специальными анкерными пластинами, покрытыми антикоррозионным составом.

Уголковый крепеж применяют для крепления бруса к бетонным и кирпичным конструкциям. Надежное и прочное соединение возможно при использовании качественных уголков из металла, способного выдерживать нагрузку.

Крепление бруса к стене
  • Перед установкой уголковых элементов на поверхность наносят разметку положения и контуров бруса, пользуясь измерительными инструментами. Можно пользоваться обычным отвесом и строительным уровнем, но лазерный уровень позволит быстро сделать разметку и по вертикали, и по горизонтали одновременно.
  • Затем уголковые элементы фиксируют дюбелями, саморезами, для более легких конструкций используют гвозди. Полностью саморезы не затягивают, чтобы можно было слегка подкорректировать положение элемента.
  • Брус вставляют в уголки и присоединяют к ним саморезами, затем затягивают крепления уголков к стене полностью. Уголок зажимают крепежными элементами, при необходимости корректируя его положение точно по разметке.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Сращивание бруса по длине без нагрузки

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Как уже было сказано, это самый простой вариант. Ярким примером является венец стены из бруса. Единственное требование к фиксации – оно ни в коем случае не должно продуваться. Уточним: точки сращивания обязательно должны смещаться от венца к венцу, иначе механическая прочность будет недостаточной.

  • Соединение в полдерева (самое элементарное решение). Каждая из составляющих деталей вырезается на половину толщины, причем длина сращивания ни в коем случае не должна быть меньше от поперечного размера бруса. Плотные соединения обеспечиваются прокладкой утеплителя (обычно, джутовой ленты). Часто соединение делается вертикальным, что исключает вероятность продувания.
Как сращивать брус по длине: основные моменты
  • Соединение с коренным шипом (несколько сложнее). На одной из деталей вырезается шип, имеющий размер в 1/3 толщины бруса, на второй делается соответствующий паз.
  • Соединение шпонкой. Еще один эффективный способ сращивания венца. Пазы выбираются на двух брусьях; после укладки венца вбивается деревянная шпонка.
Как сращивать брус по длине: основные моменты

Сращивание бруса по длине – нагрузка на сжатие

Читайте также:  Армирование плиты перекрытия (руководство) /инструкция с фото

Такой тип нагрузки характерен для разных колон и строек. Здесь перед строителем возникает сразу две задачи:

Как сращивать брус по длине: основные моменты
  • Исключить увеличение сечения детали.
  • Избежать взаимного смещения разных элементов конструкции.

Чтобы достигнуть вышеперечисленных целей на торцах бруса делается замок.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Первый вариант замка сильно напоминает соединение в половину дерева. Но скосы на торцах существенно меняют его свойства. В результате, увеличенная нагрузка на сжатие только усиливает конструкцию.

Еще одно решение – косой натяжной замок, заинтересует тех, что исключает вероятность рассоединения деталей во время растягивающей нагрузки. К примеру, это полезно для опоры навеса, имеющего высокую парусность.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Более того, элементы, которые образуют колонну, могут фиксироваться шипованным соединением. В таком случае наращивание бруса всегда начинается с нарезки на нем косых шипов. После чего детали садятся на клей. Высокая прочность склеивания достигается прессованием соединения и большой площадью поверхности шипов.

Нагрузка на растяжение и изгиб

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Стоит отметить, что нагрузки на растяжение для деревянных конструкций – это скорей исключение, чем правило. Специфика эксплуатации заставляет разделить технологии сращивания бруса по длине в зависимости от того, что именно за элемент изготавливается.

Открытые балки

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Для деревянного строительства они довольно типичны. Специфика здесь точно такая же, что и в случае колонн: фиксация ни в коем случае не должна увеличивать сечение балки.

Исключить рассоединение брусьев во время нагрузки на растяжение позволяет прямой накладкой замок. Косой накладкой замок перекладывает эту функцию на другие крепежные элементы – болты и шпильки. Они стягивают половины замка в одной точке, по центру. Для дополнительной фиксации применяется клей.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Прогоны, стропила

Здесь картина совершенно отличается: во время эксплуатации стропильная система скрыта от глаз обитателей дома. По этой причине здесь допустимы разные способы сращивания, которые увеличивают сечение бруса.

Как сращивать брус по длине: основные моменты
  • Обычное соединение внахлест подразумевает, что брус имеет небольшую толщину (что типично для стропил). Длина нахлеста должна быть втрое больше ширины доски или бруса. Для фиксации применяются шпильки или болты.
  • Сращивание встык также практикуется, но с усилением соединения боковыми накладками, которые могут быть сделаны из толстой фанеры или доски; могут применяться и перфорированные пластины, состоящие из оцинкованной стали.
Как сращивать брус по длине: основные моменты

Как выполнить соединение своими руками, которое будет красивым и прочным? Сама методика нами была досконально изучена: на торцах деталей формируются шипы фрезерованием, затем они склеиваются встык.

Внимание! Прессование обязательно, и на него должно отводиться не меньше 5-6 секунд. После этого детали надежно фиксируются в неподвижном положении на весь период высыхания клея.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Но результат во многом зависит от многих нюансов:

  • Брусок подбирается по текстуре и цвету.
  • Порода древесины обязательно должна быть одинаковой. Показатель влажности может отличаться в пределах 3%.
  • Дефекты на сращиваемых элементах размещаются только с тыльной стороны.
  • Между склеиванием и нарезкой шипов должно пройти не больше суток. Иначе неравномерная сушка скажется на качестве клеевого шва и точности подгонки шипов.
  • Выдавившиеся во время прессования излишки клея немедленно удаляются. После его высыхания выполнить очистку детали будет гораздо сложнее.
Как сращивать брус по длине: основные моменты

Выводы

Надеемся, что наши рекомендации окажутся полезными Вашему читателю в отделке или строительстве дома. Дополнительную информацию можно посмотреть из видео, представленных в нашей статье. Желаем успехов!

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Выбираем балки и правильно их опираем

При использовании деревянных балок на подобных проектах приходится постоянно балансировать между обеспечением требуемой несущей способности и собственным малым весом перекрытия. При работе с сосновым брусом допускается длина пролета до 6 метров, тем не менее, понадобились бы балки 300х1500 мм, при этом максимальный прогиб составил бы более 10 мм.

Выбираем балки и правильно их опираем

Используемые двутавровые балки имеют высоту 400 мм при полках 40х90 мм и толщине стойки 10 мм. Свободное пространство между полками составляет почти 320 мм, чего вполне достаточно для укладки 250 мм утеплителя и 15 мм доски для подшивки. Межосевое расстояние балок выбирается под ширину утеплителя, но не меньше рекомендуемого, то есть 40 см.

Установка балок на каркасные стены или СИП должна сопровождаться механическим креплением. Для этого можно использовать треугольные косынки из 20 мм фанеры или купить металлические кронштейны. Края балок следует утопить от внешней плоскости стен не менее чем на 50 мм и обшить снаружи влагостойкой фанерой.

Выбираем балки и правильно их опираем

Что учесть при стыковке профилированного бруса.

В местах сращивания могут появиться щели, в которых скапливается влага, задувает ветер. Чтобы исключить сквозняки, промерзание и гниение стен, поверхности соединения выравниваются и шлифуются до идеальной гладкости. Места соприкосновения прокладываются теплоизоляционным материалом: паклей или джутом. Все элементы полностью обрабатываются специальными составами.

Влажность древесины должна быть не более 5%. В этом случае детали можно дополнительно проклеивать. Но и пересушивать дерево нельзя. Иначе его может сильно «повести»

При любом методе стыковки следует помнить, что дерево даёт достаточно большую усадку: примерно 10 см в год. Поэтому готовому каркасу дают выстояться, прежде чем вставлять окна и двери, заканчивать монтаж фасадов.

Читайте также:  Варианты крепления косоура к площадке или перекрытию

Для расположения мест стыковки важно распределение нагрузки. В разных местах это могут быть сжатие, растяжение или прогиб. Обычно стыки стараются расположить в шахматном порядке.

Несмотря на кажущуюся легкость, строительство дома или бани лучше доверить профессиональным столярам, способных выбрать подходящие материалы и метод работы с ними.

Отличия и особенности широкополочных двутавров

Отечественная металлургия предлагает широкий выбор горячекатаных широкополочных двутавров по ГОСТ 57837-2017 из легированной и нелегированной стали. Этим стандартом предусмотрено производство 66 типоразмеров в классификации широкополочные с высотой профиля от 190 до 780 мм и шириной полок 149-317 мм соответственно. При этом нередко в продаже можно встретить двутавровые балки, изготовленные согласно устаревшему ГОСТу 26020-83, которые аналогичны по качеству и также пользуются большим спросом.

Маркировка широкополочных двутавров

Чтобы правильно выбрать широкополочный двутавр, необходимо разбираться в его маркировке:

  • Основное буквенное обозначение «ШД» означает широкополочный двутавр.
  • Затем следует номер профиля, например, 20Ш1, в котором число 20 указывает на размерную группу с высотой профиля приближенной к 20 мм, буква «Ш» – широкополочный и 1 – порядковый номер в размерной группе.
  • Далее указываются способ изготовления «ГК» – горячекатаный и ГОСТ соответствия.
Отличия и особенности широкополочных двутавров

В маркировке также присутствует марка стали и категория по ударной вязкости по ГОСТ 27772-2015.

Точные размеры можно посмотреть в таблице ГОСТа в соответствии с номером профиля. Для простоты почти во всех продающих каталогах приведены размеры в порядке: h – высота профиля, b – ширина полки, s – толщина стенки и t – толщина полки.

Соединение деревянных балок

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 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.

2. Крепления для соединения деревянных балок

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.

3. Стропильные соединения для балок

Стропильные соединения применяются, прежде всего, для кровельных конструкций. Здесь необходимы особо прочные балочные соединения, так как они часто подвергаются сильным воздействиям ветров.

Соединение деревянных балок

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.

4. Соединители балок в виде башмака

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.

Читайте также:  Монолитное бетонное перекрытие своими руками

Для обеспечения большей устойчивости нужно использовать специальные соединители для тяжелых условий эксплуатации.

6. Перекрестные соединители для балок

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.

Монтаж перекрытия по деревянным балкам

При монтаже перекрытия по брусьям необходимо делать монтаж вдоль той стены, которая короче.

То есть для помещения 4*5 кв.м. необходимо использовать 4х-метровый брус. Если строение сделано из кирпича, то брусья крепят наглухо.  В кладке должны оставлять проемы про строительстве, чтобы туда зафиксировать концы брусьев.

Глубина одного такого отверстия не должна быть менее 18 см. Это требование обуславливается размерами бруса и небольшим зазором, оставляемым на возможное распирание дерева.

Перед тем, как укладывать элементы конструкции, брус срезают под углом в 60 градусов со стороны торца. При расположение спил должен быть зафиксирован на расстоянии 50мм до кирпичей. Таким образом, нижняя часть прилегает вплотную к кладке из кирпича. Концы укрывают рубероидом в несколько слоев и закрепляют гвоздями. Это предотвратит гниение дерева в местах опоры на основание дома.

Работу начинают с монтажа двух балок для ограничения. Их размещение должно быть  в 5 сантиметрах от линии фундамента, для выравнивания используют обрезки дерева, обработанные смолой. Уровни выравнивают по всем направлениям.

Как только выставлены крайние балки, натягивается строительная нить, по которой будет выставлен следующий ряд промежуточных балок. Торцы забивают минеральной ватой и металлическим уголком при помощи саморезов.

Обустройство наката

После закрепления балок к ним прикрепляют бруски размером в 40*40 мм или 50*50 мм, это делается для наката – настила, обеспечивающего теплоизоляцию и защиту от шума. Досками наката покрывают все пространство. Щиты наката нельзя делать снизу балки, поскольку они могут не удержаться только на гвоздях. Применяют шпунтованные доски с пазами для монтажа.

Настил защищают от разрушения, пропитывая антисептиком. Затем обустраивают пароизоляцию, накладывая её листы внахлест на 15 см. затем монтируют утеплитель любого вида. Самый простой- просушенные опилки древесины.

Высота теплоизоляционного слоя для лагов должна быть от 20 сантиметров. Если нет возможности сделать такую толщину из-за лагов, нудно поверх бруса класть лаги, а между ними – слой теплоизоляционного материала. Для выравнивания лагов по уровню нужно подложить под них клинья из пластика.

Несущая способность перекрытия

Перекрытие цокольное по деревянным балкам экономит накат и утеплитель без потери прочности конструкции.  Такое решение позволяет расположить рубероид по всей площади пола, а подсыпку делают гравием или уплотненным щебнем.

Пётр КравецЗадать вопрос автору

Главное преимущество перекрытия цоколя по балкам из дерева – нагрузку на брус можно увеличить постоянно.

Это делается наращиванием поперечного сечения бруса, прибивая доски нужной величины с опорой на фундамент или стены подвала.  Можно использовать металлические швеллеры. Усиление перекрытия делается и укладыванием дополнительных досок между существующими.

Такой ход позволит обеспечить устойчивость и долговечность всей конструкции в случае, если балки начнут подгнивать или разрушаться. Тогда нет необходимости переделывать всё перекрытие, а достаточно заменить только повреждённый опорный брус на новую балку.

Можно воспользоваться более дорогим аналогом — сделать перекрестную схему размещения всех опорных балок. Тогда опора перекрытия будет по всему фундаменты, а в местах соединения балок стягивать их хомутами. Часто легче сделать расстояние между балками меньше, чем мастерить схему с пересечениями.

Дополнительные рекомендации по креплению

Дополнительные рекомендации по креплению

Рассматривая способы крепления стропил к балкам перекрытия, вы должны учесть, что пазы не могут удерживать стропильные ноги, на которые оказывается нагрузка. Помимо врубки, с помощью металлического крепежа необходимо зафиксировать соединительный узел. Если речь идет о неподвижных соединениях, то гвозди должны быть вбиты под углом. Можно применить металлические накладки или соединения в виде хомутов. Крепление стропил к балкам перекрытия двухскатной крыши при любой технологии дополняется кованой проволокой, которая укрепляет соединение и фиксируется на анкере. Последний монтируется в стену.

Требования к деревянным балкам перекрытий

Монтаж деревянных балочных перекрытий влечет за собой ряд требований, которые необходимо учесть. Они состоят в следующем:

  1. Балочные изделия должны быть изготовлены их хвойных пород дерева, которые обладают высоким запасом прочности. При этом, влажность древесины должна быть не более 14 процентов, иначе лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
  2. Запрещается для изготовления балок применять древесину, подверженную грибковым заболеваниям или испорченную насекомыми.
  3. Перед монтажом балочные элементы необходимо обработать антисептиком.
  4. Чтобы потолок или пол не прогибался даже при нагрузке, необходимо выполнить строительный подъем. Потолок нижнего этажа получит в центре незначительный подъем, который при нагрузке станет ровным.
  5. Если брусья планируется укладывать с большой частотой, то вместо них можно применить доски, которые необходимо устанавливать на ребра. Схема деревянного перекрытия с разделенными балками