Калькулятор для расчёта деревянных балок перекрытия

Одним из самых популярных решений при устройстве межэтажных перекрытий в частных домах является использование несущей конструкции из деревянных балок. Она должна выдерживать расчетные нагрузки, не изгибаясь и, тем более, не разрушаясь. Прежде чем приступить к возведению перекрытия рекомендуем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором и рассчитать основные параметры балочной конструкции.

Необходимые пояснения к расчетам

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

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

Перекрытия в каркасном доме

Вы уже наверно знаете из моих предыдущих статей, что перекрытия в любом строении – это горизонтальные плоскости, отделяющие помещения друг от друга. Перекрытие в зависимости от помещения может служить и полом, и потолком. Каркасные перекрытия второго этажа являются для первого этажа потолком, а для второго – полом.

Учитывая такой факт двойного назначения сам собой напрашивается вывод, что такие конструкции должны быть прочными, надежными и технологичными.

Я более 10 лет занимается возведением каркасных домов в Московской области. А это мои завершенные проекты.

По всем вопросам строительства каркасных домов можно звонить лично мне, по телефону: +7(495) 241-00-59 — проконсультирую, рассчитаю, подскажу.

Разновидности перекрытий

Перекрытия в каркасном доме подразделяются на три группы:

Цокольные – конструкции, отделяющие первый этаж от подвала или цокольного этажа. На первом этаже строения это пол. Такие перекрытия должны иметь надежное утепление и гидроизоляцию, чтобы не пропускать влагу внутрь помещения и сохранять тепло. Особенно это касается сооружений, которые возводятся на сваях и без подвалов.

Межэтажное перекрытие в каркасном доме являются одновременно и потолком, и полом. Конструктивно такие перекрытия, кроме утепления, должна обладать звукоизолирующими свойствами. Если на верхнем этаже предусматривается устройство влажных помещений (душевая, ванная комната), то перекрытие в таких местах должно быть хорошо гидроизолировано.

Чердачные перекрытия – основа под кровельного пространства. Для верхнего этажа это конструкция потолка, для чердака – пол. Если предусматривается плоская кровля, то такое перекрытие является основой крыши и к нему предъявляются особые требование по прочности, тепло, гидро и шумоизоляции. Учитывая, что основной поток теплого воздуха из помещений устремляется в верх, теплоизоляция таких перекрытий должна быть усиленной.

Материалы для устройства перекрытий

В отличие от стеновых стоек для перекрытия используется иной материал. Балки перекрытия в каркасном доме должны иметь высоту не менее 220 мм при толщине 50 мм. Такой размер позволяет, не изменяя толщины теплоизолятора, устраивать полы из плитки в уровень с общим полом помещений.

В качестве настила могут использоваться: шпунтовая доска пола, фанера, плиты ОСБ. Толщина такого материала должна быть не менее 22 мм, чтобы исключить эффект «гуляния» и прогибы под нагрузкой.

Для цокольного, межэтажного и чердачного перекрытий применяются одинаковые балки. Отличие в материале перекрытий может быть только в настиле. Если чердачное помещение предусматривается нежилым, то для настила я применяю доски меньшей чем 22 см толщины. А одинаковая высота балок перекрытия позволяет выполнить качественно работы по тепло и звукоизоляции помещений.

В качестве пиломатериала я рекомендую выбирать хвойную древесину. Лучше, если это будет лиственница. Такой материал будет долговечен и надежен в эксплуатации.

Посмотрите, как я со своей бригадой возводим каркасные дома в подробных фоторепортажах

Мы не делаем секретов, показываем вам весь процесс строительства каркасного дома по шагам.

Конструкция перекрытий

Перекрытие в доме – несущий элемент, который должен отвечать следующим критериям:

• высокая жесткость и прочность;
• отсутствие прогибов в балках;
• хорошая звукоизоляция и шумопоглощение;
• высокая теплоизоляция (особенно для цокольных и чердачных конструкций);
• огнестойкость всех элементов.

Несмотря на высокие требования конструкция перекрытия в каркасном доме должна быть не слишком громоздкой и соответствовать критериям бюджетности.

Перекрытие в каркасном доме формируется из следующих элементов:

• балки перекрытия (лаги);
• утеплитель;
• гидроизолирующая мембрана;
• пароизоляционная пленка;
• подшивная доска;
• настил пола (доска, фанера, ОСБ)

Определение и расчет нагрузок на перекрытия

Для определения толщины балок перекрытия расчетным путем необходимо собрать все нагрузки, которые будет нести перекрытие. Нагрузки, возникающие и действующие на перекрытия, условно можно разделить на постоянные и переменные.

К постоянным нагрузкам относятся:

• масса напольного покрытия и теплоизолятора;
• вес конструкций дома, которые расположены выше перекрытия.

• вес мебели;
• масса жильцов и посетителей дома.

Для выбора сечения балок и расстояния между ними я использую укрупненный расчет нагрузок.

Постоянные нагрузки на междуэтажные перекрытия, в зависимости от толщины утеплителя, принимаю в пределах 210-230 кг/м2. На потолочное перекрытие в каркасном доме принимаю большую величину 255-305 кг/м2, так как ложится больше утеплителя.

Величины переменных нагрузок наоборот, больше для межэтажных перекрытий и меньше для чердачных и составляют 210 и 110 кг/м2 соответственно.

Общую величину нагрузки узнаю путем сложения постоянной и переменной величины. Далее по таблицам определяю сечение балок.

Шаг балок перекрытия в каркасном доме определяю исходя из сечения по специальным таблицам.

Правильный пирог перекрытий каркасного дома

Пирог перекрытия каркасного дома одинаков для каждого вида. Усиленными с точки зрения утепления являются только цокольный и чердачный тип. Межэтажное перекрытие характерно звукоизолирующими и шумопоглощающими свойствами.

В полном варианте пирог перекрытия выглядит следующим образом (в порядке укладки снизу вверх):

• подшивная доска;
• гидрозащитная пленка;
• утеплитель (базальтовая вата), для цокольной конструкции можно использовать насыпной утеплитель (керамзит);
• паробарьер;
• шпунтованная доска или ОСБ;
• плитный утеплитель (для цокольного и чердачного перекрытия);
• цементная стяжка (для цокольного перекрытия);
• финишное покрытие пола.

В зависимости от проекта состав пирога можно изменить. Если в доме предусмотрен подвал или цокольный этаж, то можно отказаться от насыпного утеплителя в пользу базальтового материала или урсы.

Пирог межэтажного перекрытия в каркасном доме я устраиваю без плитного утеплителя и стяжки. Вместо базальтовой ваты укладываю звукоизолирующий материал.

Исключение составляют перекрытия во влажных помещениях. В них без утеплителей и стяжки не обойтись.

Расчет деревянной балки чердачного перекрытия

Расчет деревянной балки перекрытия, о котором подробно можно прочитать в статье «Чердачное перекрытие по деревянным балкам», производится в следующем порядке.

Определяются нагрузки на перекрытие в расчете на 1 м 2 . Нагрузки на перекрытие создаются весом деталей перекрытия и временной эксплуатационной нагрузкой — вес людей, материалов, складируемых на перекрытии и т.п.

Для чердачного перекрытия по деревянным балкам с легким эффективным утеплителем постоянную нагрузку от веса перекрытия обычно принимают не делая расчетов в размере 50 кгс/м 2 .

Руководствуясь СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», определяем временную эксплуатационную расчетную нагрузку для чердачного перекрытия: 70 кгс/м 2 х 1,3 = 91 кгс/м 2 ,

где 70 кгс/м 2 — нормативное значение нагрузки на чердачное перекрытие;
1,3 — коэффициент надежности.

Таким образом, общая расчетная нагрузка на чердачное перекрытие в доме составит, округляя в большую сторону, — 150 кг/м 2 (50 кгс/м 2 + 91 кгс/м 2 ).

Если чердак планируется использовать как неотапливаемое помещение, например, для хранения материалов, то расчетную нагрузку следует увеличить. Нормативное значение нагрузки на перекрытие в этом случае принимаем как для межэтажного перекрытия 150 кгс/м 2 .

Тогда расчетная временная эксплуатационная нагрузка составит 150 кгс/м 2 х 1,3 = 195 кгс/м 2 . В результате общая расчетная нагрузка на чердачное перекрытие буде равна 250 кгс/м 2 (50 кгс/м 2 + 195 кгс/м 2 ).

Если чердак в будущем планируется переделать под мансардные отапливаемые помещения с устройством стяжек, полов, перегородок, то общую расчетную нагрузку увеличивают еще на 50 кгс/м 2 , до 300 кгс/м 2 .

По известным нагрузке на перекрытие и длине перекрываемого пролета определяют сечение деревянной балки и расстояние между центрами балок — шаг балок.

Для этого используют таблицы из справочников и программы калькуляторы.

Например, в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом», таблица Б2, приведены размеры балок из досок:

В таблице Б-2 длина пролетов определена для значения расчетной равномерно распределенной нагрузки на перекрытие не более 2,4 кПа =240 кгс/м 2 ., и максимальном прогибе балки не более 1/360 длины пролета в свету.

В том же СП для не эксплуатируемого чердака предлагаются следующие размеры балок:

В таблице Б-3 расчет сделан для временной эксплуатационной нагрузки всего 0,35 кПа=35 кгс/м 2 ., и максимальном прогибе балки не более 1/360 длины пролета в свету. Такое перекрытие расчитано на редкое посещение чердака людьми.

Шаг балок не обязательно выбирать тот, что указан в таблице. Для балок из досок выгоднее выбрать шаг, кратный размеру листов подшивки, чтобы листы крепить прямо к балкам, без обрешетки.

Высоту балки целесообразно выбрать такой, чтобы в межбалочном пространстве разместилась теплозвукоизоляция необходимой по расчету высоты. При этом, следует помнить о том, что цена 1м3 широких досок, как правило, выше, чем узких.

Программу-калькулятор для расчета деревянных балок (файл Excel) можно скачать, если перейти по этой ссылке и в открывшемся окне, в меню слева вверху, выбрать «Файл» > «Скачать».

Для расчета балок чердачного перекрытия в соответствующих окнах программы указывают длину перекрываемого пролета, сечение и шаг балки. В окне программы «при относительном прогибе» следует для чердачного перекрытия выбрать значение 1/200, а в окне «нагрузка по площади» — указать общую нагрузку на перекрытие (150 или 250 или 300 кг/м 2 , как указано выше).

Подбирают сечение и шаг балки таким образом, чтобы запас по прогибу был не менее 1,5 раза.