Стик дерев'яні балки на опорі. Стики елементів балок та з'єднання балок між собою

Чи застосовуєте ви дерев'яні балки в інтер'єрі будинку, чи робите дах, можливо будуєте терасу, вам буде потрібна інформація - як робиться з'єднання дерев'яних балок.

Якщо раніше з'єднання робили за допомогою шипів, то цей дідівський метод поступово залишається в минулому, можливо ним ще користуються професіонали, але швидше за все найближчим часом вони використовуватимуть більш сучасні підходи.

Адже в наші часи металеві з'єднувачі дозволяють швидко і надійно з'єднувати дерев'яні балки. На відміну від загвинчування, яке до того ж підходить лише для певних типів з'єднань, таких як діагональні розпірки. На сьогоднішній день з'єднувачі для дерев'яних балок є практично для будь-якого варіанту з'єднання.

З'єднувачі виготовляються з листової сталі та попередньо просвердлені. Найменші отвори 3,5 або 4,5 мм відмінно підходять для оцинкованих V-подібних або гребінчастих цвяхів. Деякі фітинги також мають більші отвори діаметром 11 або 13,5 мм. Вони використовуються для гвинтів із шестигранною головкою.

Нижче ми пояснимо, який і куди підходить фітінг для з'єднання дерев'яних балок.

1. Т-подібні з'єднання для дерев'яних балок

Якщо ви хочете, з'єднати балку з поперек стоячої балки або, навпаки, щоб балка вертикально стояча з'єдналася з горизонтальною, ви можете зробити таке з'єднання кількома способами:

Прямі з'єднувачі мають довжину від 96 до 180 мм (на малюнку зліва) та кріпляться цвяхами або гвинтами.
Є навіть великі прямі з'єднувачі з довжиною до 400 мм або навіть до 1250 мм, що дозволяє кріпити до балки на великій відстані.

Т-подібні з'єднувачі, також називають хрестові з'єднувачі, підходять для т-подібних з'єднань з 3-х балок (2 поперечні балки укладаються поруч один біля одного на одному стовпі). Зазвичай такі типи з'єднань використовуються для будівництва навісів або терас.

Такі кріплення застосовуються насамперед у тому випадку, якщо необхідно додатково стабілізувати прямокутні з'єднання балки. Вони встановлюються під кутом 135°, для кріплення під іншим кутом використовується з'єднувач з кутом, що регулюється.

В якості альтернативи можна використовувати універсальні з'єднувачі (багатофункціональні З'єднувачі) з прорізаними кінцями Бедер. Ці з'єднувачі мають задану точку вигину, тому вони можуть бути адаптовані до будь-якого необхідного кута. Таким чином ці з'єднувачі для балок можна використовувати дуже різноманітно.

Кроквяні з'єднання застосовуються, перш за все, для покрівельних конструкцій. Тут потрібні особливо міцні балочні з'єднання, тому що вони часто піддаються сильним впливам вітрів.

Такі міцні з'єднання досягаються за допомогою кроквяних з'єднувачів, які доступні у шести стандартних розмірах. Виготовляються такі вироби двох видів – праві та ліві – щоб можна було закріпити балку з двох боків.

Балкові черевики використовуються при з'єднанні балки з головною балкою. Ці з'єднання, зокрема, є найбільш поширеними при облаштуванні інтер'єру приміщення за допомогою балок.

Це особливо міцне з'єднання, яке використовується не тільки щоб з'єднати балку з балкою, а й балку з бетонною або цеглою, металом.

Такі з'єднувачі випускаються в різних виконаннях: для кріплення зовні тип А, для кріплення всередині тип B. Другий тип дозволяє зробити більш непомітне з'єднання, але має меншу жорсткість по відношенню кручення, ніж перший тип.

З'єднання балки з балкою, яка не відповідає стандартним розмірам, можна реалізувати за допомогою двосекційного з'єднувача Vario (тип C).

5. Кутові з'єднувачі для дерев'яних балок

Кутові з'єднувачі або кутові листи підходять передусім для прямокутних дерев'яних з'єднань, на які не діятиме велике навантаження. Тому вони часто використовуються при виготовленні меблів і при внутрішній обробці приміщень.

Кутові з'єднувачі пропонуються в різних розмірах та виконаннях, наприклад, як кут з перфорованою пластиною або з поздовжніми отворами. Таким чином вони можуть бути дуже універсальними.

Для забезпечення більшої стійкості слід використовувати спеціальні з'єднувачі для важких умов експлуатації.

Перехресні з'єднувачі використовуються, наприклад, для будівництва перголи. Для закріплення такого роду з'єднання балок з'єднувачі доступні в декількох варіантах.

Для перпендикулярних балкових з'єднань дуже добре підходять з'єднувачі першого типу (див. рисунок). При похилих перехресних з'єднаннях можна використовувати вилочні з'єднувачі. Дещо складніший варіант, але також можливий використання з'єднувачів з двома кутами (пункт 5) для великих навантажень.

Початківцям домашнім майстрам буде корисно дізнатися про методи з'єднання дерев'яних деталей. Цій темі ми присвячуємо короткий лікнеп, в якому будуть описані основні види столярних з'єднань і згуртовувань з використанням клею, цвяхів, шурупів або шкантів, або зовсім без них.

Правила вибору з'єднання в залежності від типу навантаження

Найбільш прості торцеві з'єднання, їх застосовують за необхідності наростити деталь. Найкраще такі з'єднання переносять навантаження стиснення, проте при вирубуванні замків спеціальної форми можна досягти хорошого опору скручування, розтягування та вигину. Стандартний варіант торцевого з'єднання - з підрізуванням на половину товщини обох деталей. Зріз може бути прямим або косим, при необхідності перешкоджати вигину, розтягуванню або скручування на кінці кожного зрізу нарізають шип або тупий кут, або роблять зріз ступінчастим, утворюючи свого роду «замок».

1 - пряма накладка вполдерева; 2 - коса накладка; 3 - пряма накладка зі ступінчастим стиком; 4 - накладка вполдерева з косим стиком; 5 - косий накладний замок; 6 - з'єднання напівдерева з косим шипом

Кутові та бічні з'єднання застосовуються для з'єднання прямих деталей у ферму або каркас. Зазвичай ця частина конструкції опорна, тому основні навантаження припадають на зміщення та стиск. Якщо конструкція зазнає статичне передбачене навантаження, на одній з деталей нарізають прямокутний шип, а на іншій - паз або вушко відповідних розмірів. Якщо можлива дія на розрив конструкції, шип та паз нарізають у формі трапеції.

Кутові з'єднання: 1 - з відкритим наскрізним шипом; 2 - з глухим закритим шипом; 3 - з наскрізним косим шипом

Накладні хрестові та Т-подібні з'єднання використовують, як правило, для додаткових зв'язків між відповідальними деталями конструкції. Основне навантаження в них - на стиск, зміщення та розрив. Перші два типи навантаження усуваються підрубкою в півдерева або менше з наступним поєднанням деталей. Плечі зарубок приймають основне навантаження на себе, залишається лише закріпити з'єднання шурупами або накладними скобами. У ряді випадків для зміцнення зв'язку використовують шкант або вирубують шпильку з клином.

1 - хрестове з'єднання накладкою вполдерева; 2 - хрестове з'єднання з посадкою в одне гніздо; 3 - Т-подібне з'єднання з потайним косим шипом; 4 - Т-подібне з'єднання з прямою ступінчастою накладкою

Окремий тип сполук – ящикові. Призначені вони для з'єднання дощок під прямим кутом. Зазвичай для ящичного з'єднання на кожній дошці нарізають зубці, ширина яких дорівнює відстані між ними. На різних дошках зубці нарізані зі усуненням, тому при з'єднанні кут з дощок виглядає як одне ціле. Зуби також можуть мати клиноподібну форму, що перешкоджає розриву кута в одному напрямку, або додатково скріплюються клеєм або цвяхами.

Скринькові кутові з'єднання: 1 - з прямими наскрізними шипами; 2 - з косими наскрізними шипами

Як зробити шипове з'єднання

Для виготовлення шипового з'єднання потрібно обвести обидві деталі лінією розмітки по всіх гранях на відстані від торця, що дорівнює ширині з'єднання. На двох протилежних сторонахі торці лініями відзначається тіло шипа, розмітка на обох деталях повністю ідентична.

Шип підрізають з боків ножівкою для поперечного різу та сколюють деревину за допомогою стамески. Ширину шипа роблять на 2-3 мм більше для подальшої точної обробки ножем або долотом. Паз вирізують ножівкою для поздовжнього різу і сколюють стамескою, також залишаючи невеликий припуск на обробку. Далі слідує припасування, в процесі якої деталі поєднують і домагаються максимально щільного прилягання.

При Т-подібному шиповому з'єднанні на одній з деталей нарізають центральний шип або паз, а на іншій видовбують вушко або роблять дві бічні підрізки в залежності від типу першої деталі. Для виготовлення вуха використовують стамеску, звертаючи похилу частину леза всередину отвору. Якщо вуха не суцільна, шип роблю на 8-10 мм більше глибини і обрізаю його кінець у формі розгорнутого клина. Так при забиванні шип сам себе розіпрє, і деталь буде міцно посаджена.

Для з'єднання широких деталей можна використовувати ящикове з'єднання, нарізуючи кілька шпильок та пазів. Найпростіший спосіб скріпити шипове з'єднання - просвердлити його наскрізь упоперек шипів і забити в отвір дерев'яний шкант (віконне кутове з'єднання).

Як зрощувати дошки на клею

Дуже популярний метод з'єднання дощок і брусків - поздовжнє та поперечне склеювання. При з'єднанні дощок широкою стороною торець може бути рівним, хоча в більшості випадків використовують профіль пазогребневий. Дуже важлива щільне припасування деталей, щоб шар клею був якомога тоншим, тільки так можна досягти максимальної міцності. Іноді на торець, змащений клеєм, наносять невелику кількість бавовняного волокна, що підвищує якість зчіпки.

Дошки можна з'єднувати і в профіль, але для цього потрібно виконати клиноподібну нарізку зубчастих обох торців зі зміщенням в підлогу зуба для різних деталей. У домашніх умовах таку операцію можна виконати із застосуванням ручного фрезера.

Для склеювання деталей використовують казеїновий клей або ПВА високої концентрації, для надання міцності в клеючу речовину додають просіяне деревне борошно. Поверхні покривають клеєм і витримують повітря 3-5 хвилин, після чого поміщають під гніт чи здавлюють струбцинами. Таке з'єднання виходить міцніше самого дерева і ніколи не ламається по стику.

Як згуртовувати елементи несучих конструкцій

Для несучих конструкцій використовують два види сполук – нарощування та зчленування. Найпростіший спосіб зростити дві деталі - виконати надріз ножівкою на половину товщини на однаковій відстані від торців, а потім заколоти сокирою зайву деревину. Після зіставлення двох деталей з'єднання зазвичай скріплюють двома накладними планками, прибитими збоку від розрізу. Склеювання теж можливе, але тільки при щільному припасуванні деталей.

Надрізані в півдерева торці можна звести практично під будь-яким кутом, це основний метод з'єднання покрівельних ферм. Для скріплення деталей необхідний додатковий стягуючий зв'язок: брус прикладають до з'єднаних деталей збоку на відстані 30-50 см від кута і підрубують в половину товщини по місцях стикання, а потім скріплюють цвяхами.

Часто вертикальні та похилі конструкції потребують опори, наприклад при з'єднанні кроквяної системи з балками перекриття. В цьому випадку виконується зарубка посадкових гнізд на горизонтальній балці, в які будуть вставлені стійки. Дуже важливо дотримуватися кута нахилу і робити підрубку не більше ніж на третину товщини бруса.

З'єднання зі спеціальними зв'язками

Практично всі столярні з'єднання виконуються з додатковими зв'язками, що зміцнюють. У найпростішому прикладі роль таких виконують цвяхи або шурупи.

При нарощуванні деталей вузол може зміцнюватися наскрізним болтовим з'єднанням, хомутами, скобами та глухарями, або його просто обмотують холоднокатаним дротом. Зрощені вертикальні опори достатньо скріпити двома накладними планками – дерев'яними чи металевими.

Кутові з'єднання найчастіше скріплюють скобами, накладними пластинами чи куточками. У випадках, коли треба зберегти невелику рухливість з'єднання, використовують один наскрізний болт, який прошиває поперек місце накладки деталей, або стягує їх в поздовжньому напрямку з мінімальним відступом від накладки.

Місце кріплення спеціального зв'язку має бути віддалено від краю не менше ніж на 10 діаметрів елемента кріплення і не мати пороків. Важливо пам'ятати, що зв'язки не забезпечують загальну міцність з'єднання, а тільки компенсують невраховане навантаження.

Стики елементів балок

Особливості заводських, укрупнювальних та монтажних стиків.Необхідність у пристрої стиків елементів, що становлять балку, може виникнути, по-перше, через недостатню довжину листів і куточків, що прокочуються на заводах, в порівнянні з довжиною балки і, по-друге, внаслідок того, що загальна вага балки або загальні розміриїї не дозволяють транспортувати або піднімати цілі балки обладнанням, що є на будівництві.
У першому випадку стики окремих елементів влаштовують під час виготовлення балки на заводі і тому називають заводськими. У другому випадку стики частин балок виконують на укрупнювальних монтажних майданчиках, а за недостатньої вантажопідйомності монтажного обладнання - на місці постійного розташування споруди. Перші з них називають укрупнювальними стиками, а другі – монтажними.
Положення стиків окремих елементів, виконаних на заводі, залежить головним чином довжини цих елементів. Довжина широких листів, що вживаються на стінку, і вузьких, що йдуть на пояси, а також куточків різна, тому заводські стики влаштовують у різних місцях балки, або, як кажуть, розсипом. Незалежне стикування окремих елементів при виготовленні балки не викликає особливих труднощів. Заводські стики листів у поясах і стінках зварюють до накладання поясних швів, що забезпечує свободу деформацій при охолодженні стиків, а також простоту влаштування самих стиків та подальшу їх обробку, якщо така буде потрібна. З метою зменшення кількості шаблонів виготовлення окремих елементів корисно розташовувати стики їх симетрично щодо середини прольоту балки. Це створює велику повторюваність елементів.
У укрупнювальних та монтажних стиках з'єднують усі поздовжні елементи балки. Взаємне розташування цих елементів на момент влаштування стиків суворо фіксовано. Повороти частин, що з'єднуються внаслідок великих розмірів і ваги їх при укрупнювальній збірці утруднені, а при монтажній - зовсім неможливі. Тому при проектуванні таких стиків слід ретельно враховувати умови виконання робіт та доступність окремих елементів для зварювання або постановки болтів (заклепок).
Крім того, для зручності транспорту окремих секцій балок та зменшення небезпеки ушкодження їх елементів бажано, щоб останні не утворювали виступаючих частин (звисів).
Кріплення кожного елемента балки у стику має бути розраховане на силові фактори, що діють у цьому елементі (N, Q або М).
Стики у зварних балках.Під час проектування стиків необхідно враховувати порядок зварювання елементів балки. Цей порядок повинен бути таким, щоб забезпечити найбільшу свободу деформацій і переміщень окремих елементів, що з'єднуються, і тим зменшити величину усадкової напруги. З цією метою, як зазначено вище, заводське зварювання стрічок поясів і стінки ведуть окремо, а потім з'єднують пояси зі стінкою; у укрупнювальних та монтажних стиках балок поясні шви не доводять до місця стику приблизно на 50 см (рис. IV-18, б, в). Там же показана рекомендована послідовність пристрою зварних швів у стику балки для зменшення шкідливого впливу напруг усадок.

У балках змінного перерізу стики поясних листів зазвичай використовують для зміни їх ширини або товщини. У багатолистовому пакеті стики окремих стрічок слід розташовувати вразбежку.
Найбільш раціональним типом і єдино допустимим у балках, що працюють під динамічним навантаженням, є стик листів без накладок (рис. IV-18 а). Стики в стик, посилені накладками, вимагають більше металу (основного та наплавленого), більше часу та робочої сили, а межа витривалості стиків з накладками нижче, ніж без накладок. Стики, що перекриваються лише накладками, мають особливо низьку межу витривалості.
У стислому поясі балки всі стикові шви влаштовують під прямим кутом до поздовжньої осі. Якщо якість розтягнутих стикових швів може бути перевірена просвічуванням γ-променями або іншими підвищеними способами контролю, такі шви можна влаштовувати прямими в будь-якому місці балки. Просвічувати стикові шви у разі розташування їх у місцях з розтягуючими напругами σ>0,85R слід у розтягнутому поясі і в частині стінки, що примикає до нього, на довжині близько 1/10 висоти стінки. При неможливості використовувати підвищені засоби контролю, розтягнуті стики влаштовують прямими в місцях з напругою σ≤0,85R або косими з кутом σ=65° між напрямком шва і поздовжньою віссю елемента (відношення катетів 2,1:1).
Якщо прямого стикового шва стінки одержуване з розрахунку напруга розтягування більше Rр св=0,85R, але розтягнутий пояс у цьому місці немає стику чи зварний стик його рівноміцний поясу, то шов стінки працюватиме за умов стиснутої деформації. Тому в обмеженій зоні, що прилягає до такого поясу, можна не побоюватися шкідливих наслідків розрахункових перенапруг та залишати шов стінки прямим.
При виготовленні балок, призначених під статичні навантаження, в майстернях, що не мають обладнання для точного обрізання листів і підготовки кромок під шви в стик, а також при великих зазорах між частинами балок на монтажі, що стикуються, допустимо перекривати стики листів стінки і поясів тільки накладками. Стик листів стінки перекривають двома накладками прямокутної форми (рис. IV-18 г), приварюючи їх кутовими швами. Товщину накладок у стінки призначають таку ж, як і товщину стінки. В цьому випадку два пологих лобових шва (1:1,5), покладених уздовж довгих сторін накладок, мають більшу несучу здатність, ніж стінка:

Тому необхідність у пристрої флангових швів відпадає. Влаштовувати флангові шви важко, якщо до стінки приварені пояси. Ширину накладок призначають близько 10 товщин їх (для зменшення впливу напруги усадки і для більш плавного відхилення силових потоків).
Перевіряти міцність кутових швів слід тому, що довжина накладок менша за повну висоту стінки.
Пояси перекривають накладками. Односторонні накладки викликають різке відхилення силових потоків та погіршення роботи поясів. Товщина накладок визначається необхідною висотою кутових швів; при цьому площа поперечного перерізу накладки повинна бути не менше площі поперечного перерізу листа, що перекривається. У місцях кріплення односторонніх накладок до пояса слід збільшувати висоту поясних швів, щоб зменшити несприятливий вплив ексцентриситету в стику.
Розрахунок кутових швів, що прикріплюють накладки до поясних листів, ведуть або по зусиллю, що діє в аркуші в місці стику N=Fσ, або по здатності листа, що несе [N]=FR:

де ΣFш - розрахункова площа кутових швів, розташованих з одного боку стику.
Враховуючи наявність ексцентриситету у стику з односторонньою накладкою, корисне розрахункове зусилля збільшити приблизно на 20%.
Шви, що прикріплюють накладки до стінки, розраховують за згинальним моментом Мст, що діє в стінці:

де ΣWш - сума моментів опору кутових швів, розташованих з одного боку стику.
Величину згинального моменту Мст, що припадає на стінку балки, визначають з пропорційності між згинальними моментами, що припадають на окремі частини складової балки, і жорсткістю цих частин:

де Iст, Iп та Iб - моменти інерції стінки, пояса та всієї балки щодо нейтральної осі балки;
Mб - згинальний момент, що діє на балку в місці стику.
Шви, що приєднують накладки до стінки, повинні бути перевірені на вплив поперечної сили, що діє в місці стику. Внаслідок малої жорсткості поясів балок порівняно зі стінкою вважають (на запас міцності), що вся поперечна сила сприймається швами біля накладок стінки. Середня напруга, що сколює в швах:

де ΣFш - сума площ кутових швів, розташованих з одного боку стику.
Хоча максимальна напруга від поперечної сили не збігається з максимальною напругою від згинального моменту, проте робить умовну перевірку міцності швів на вплив обох силових факторів:

З'єднання балок

З'єднувати балки між собою можна дуже різноманітними способами. Вибір способу з'єднання залежить від взаємного розташуваннябалок, від силових факторів та від застосовуваних засобів з'єднання.
Балки, що перетинаються, можуть бути розташовані одна над іншою або на одному рівні. Крім того, прилеглі балки іноді розташовуються по відношенню до головних балок косо в горизонтальній або вертикальній площині.
З'єднання балок, що передають лише опорні тиски, називають вільними (шарнірними). Сполуки, що передають як опорні тиски, так і опорні моменти, називають жорсткими (защемленими).
При конструюванні з'єднань головних і другорядних балок необхідно враховувати, що у більшості випадків останні використовують як зв'язки, що забезпечують загальну стійкість головних балок.
Найбільш просто здійснюється кріплення балок при поверховому розташуванні.
Під гайки болтів, що примикають до полиць двотаврів та швелерів, зсередини слід підкладати косі шайби, щоб усунути вигин болтів у їхній нарізаній частині.
Місця, в яких на складові балки спираються допоміжні сильно навантажені, повинні бути посилені ребрами жорсткості, щільно пригнаними до верхнього пояса, для усунення місцевих перенапруг поясних швів і стінки. Прокатні балки в таких випадках слід перевірити на стиск стінки під викружкою, що з'єднує її з полицею. У разі перенапруги необхідно встановити ребра.
З'єднання балок на одному рівні та знижені діляться на кріплення, що не потребують точного обрізання допоміжних балок і потребують точного різання їх. Останні дуже трудомісткі і тому небажані.
Допоміжні балки, розташовані на одному рівні або знижено, зручно кріпити до поперечних ребрів головної балки за допомогою болтів (рис. IV-19 а). При цьому одну або обидві полиці допоміжних балок та частину стінки доводиться зрізати. Вертикальну та горизонтальну частину різу сполучають закругленням радіусом близько 20 мм. Таке кріплення не вимагає точного обрізу допоміжних балок і зручне для монтажу, так само як і кріплення балок за допомогою столика (рис. IV-19 б), який приймає на себе весь опорний тиск.

Болти або зварні шви по стінці потрібні для утримання допоміжних балок від перекидання, а головної балки від втрати стійкості. В останньому відношенні кріплення балок до ребра ефективніше, ніж до столика.
Кріплення балок, що вільно примикають, розраховують на опорний тиск А, збільшений на 20-30%. Цим враховують наявність у опорних кріпленнях незначних моментів. За великої величини моментів їх вплив має бути враховано розрахунком.

Приклад жорсткого з'єднання балок одному рівні, що забезпечує передачу як опорних тисків, а й опорних моментів, представлений малюнку IV-20. Прикріплення верхнього пояса допоміжної балки до накладки (її називають «рибкою») та нижнього пояса до столика має бути розраховане на зусилля

де M0 - опорний момент балки,
h" – висота допоміжної балки.
Кріплення горизонтала столика до вертикалу розраховують на рівнодіючу сили N і опорного тиску А, якщо стінка допоміжної балки не прикріплена безпосередньо до головної балки (рис. IV-20, праворуч), і на частину опорного тиску A1, якщо стінка прикріплена до головної балки (рис .IV-20, зліва).
Частку опорного тиску - A1, що передається через столик, і частку A2, що передається безпосередньо від стінки на куточки, визначають припущення прямої пропорційності між цими зусиллями і площами швів, що кріплять стінку допоміжної балки і консоль до головної балки.
Зварні шви, що кріплять столик до головної балки, повинні бути розраховані на оперний тиск А та момент M = Ae-Nz, де е - ексцентриситет докладання сили A; z - відстань від сили N до центру тяжкості зварних швів, що розраховуються.

Приклад жорсткого зварного з'єднання на зниженому рівні представлений малюнку IV-21. Кріплення двостінчастих балок ускладнюється тим, що в опорних перерізах їх діють опорні тиски та моменти не тільки у вертикальній площині, а й у горизонтальній, а також крутильні моменти. Приклад кріплення двостінчастої балки кранового моста до кінцевої балки представлено малюнку IV-22. Обидві стінки 1 кранової балки приварені до стінки кінцевої балки за допомогою вертикальних накладок 2. У місцях примикання стінок кранової балки до кінцевої між стінками 3 останньої повинні бути поставлені діафрагми 4. Пояси кранової балки у вузлі замінені або перекриті вузловими фасонками 5, °. У швидкохідних кранах вільні кромки вузлових фасонок 5 закруглюють і забезпечують плавне примикання кромок фасонки до поясів балок, що з'єднуються. Пояси кранової балки можуть бути приварені впритул із суцільним проваром безпосередньо до поясів кінцевої балки. Для жорсткості вузла в цьому випадку між поясами обох балок поміщають вставки у формі рівнобедреного трикутника з довжиною катета і не менше ширини ширшого пояса балок, що з'єднуються.

При розрахунку таких з'єднань умовно вважають, що вертикальні шви між стінками і накладками (ш-1 і ш-2) працюють на вертикальні опорні тиски примикаючої Ав балки. Горизонтальні шви між поясами та вузловими вставками (ш-3) працюють на вертикальні та горизонтальні моменти та горизонтальні опорні тиски сусідньої балки.
При розрахунку таких з'єднань умовно вважають, що вертикальні шви (ш-1 і ш-2) між стінками (1 і 3) і накладками (2) працюють на передачу вертикального опорного тиску Ав примикаючої балки. Насправді ці шви сприймають і деякі частки згинальних вертикальних та горизонтальних моментів. Цю обставину враховують збільшуючи опорний тиск на 20-30%. При розрахунку швів необхідно врахувати також вплив конструктивного моменту М = Авbн, де bн - ширина вертикальної накладки (відстань між швами ш-1 і ш-2).

Також умовно вважають, що горизонтальні шви (ш-3 і ш-4) між вузловими фасонками і поясами балок, що з'єднуються, працюють на опорний горизонтальний тиск Aг примикаючої балки (без збільшення на 20-30%) і на згинальні моменти, що діють у вертикальній і горизонтальній (Мв та Mг) площинах. Сумарні крайові напруги у шві (ш-3) можна приблизно перевірити за формулою:

де Fшз - площа одного горизонтального шва (ш-3) між вузловою фасонкою та поясом прилеглої балки;
Wшз - момент опору того самого шва;
hп - відстань між центрами ваги поясів сусідньої балки.
Приклад графічного оформлення звареної одностінчастої балки представлений малюнку IV-23.

Коли основне будівництво будинків — зведення капітальних стін — практично закінчене, потрібно подумати і про організацію перекриттів, а також про внутрішній та зовнішній обробці приватного будинку. Часто до цього моменту вже основні матеріальні ресурси власників ділянок вичерпані або добігають кінця. А іноді буває і так, що залишається безліч будівельного матеріалуякий добре було б використовувати в будівництві. Тоді справжнім порятунком може стати зрощення балок перекриття.

Балки найчастіше являють собою дерев'яні бруси прямокутного перерізу.

Це означає, що з отримання однієї повноцінної балки необхідно з'єднати кілька шматків однакового перерізу. Звичайно, це з'єднання має бути міцним, щоб елемент, що вийшов, міг бути використаний для реалізації перекриттів приватних будинків. Звісно, зведення будинку – це складна довгострокова робота. Деякі власники, які не можуть собі дозволити будівництво капітальних стін, використовують каркасні варіанти будови стін. Що це означає? Каркасні стіни зводяться з товстих балок несучих, як дерев'яних, так і металевих. Вони кріпляться по краях, а також у місцях, де буде змонтовано перекриття. Каркасні стіни обов'язково потребують заповнення. Для цього, як правило, використовуються сипучі матеріали або мінеральна вата.

Що таке перекриття насправді

Перекриття бувають кількох видів; наприклад, за своїм місцем розташування вони поділяються на:

Перед тим, як встановити дерев'яну балку, її необхідно обробити антисептичним розчином.

цокольні - вони, як правило, розташовуються між першим поверхом та підвалом приватного будинку;
міжповерхові – ці види перекриттів розташовуються між поверхами;
горищні - вони відокремлюють житлові поверхи від горища.

Крім того, перекриття можуть бути розділені і за видом будівельних матеріалів, з яких вони виготовляються: балочні або плитні. Будь-які перекриття, незалежно від того, якими вони є та з яких матеріалів зроблені, повинні забезпечувати теплоізоляцію, а також звуко- та гідроізоляцію. Вони можуть і повинні мати підвищену міцність, жорсткість і пожежну безпеку. Крім того, якщо перекриття є дерев'яними, потрібно забезпечити їх від гниття або пліснявіння. Визначитись з видом перекриттів, які буду зроблені в каркасному будинку, потрібно ще задовго до будівництва, оскільки конструкції балкових або плитних перекриттів повністю відрізняються один від одного.

Повернутись до змісту

Основні вимоги до перекриття

1. Звичайно, на першому місці знаходиться міцність.

Перекриття не тільки повинні витримувати свою вагу, їм потрібно ще й нести певні навантаження. А якщо опорами для перекриттів будуть каркасні стіниЦе має велике значення.

Так, за всіма правилами, будь-які, організовані в житлових будинках, зобов'язані витримувати загальне, але рівномірне по всій площі навантаження у розмірі близько 200 кг/м² на практиці зазвичай будують перекриття, готові і до вищих навантажень. Проте менш міцні. Чи посилювати чи перекриття ні — це залежить від того, що саме перебуватиме в кімнаті — рояль, шафа, тренажери і т.д.

При монтажі перекриття повинен передбачатися достатній ступінь звукоізоляції, величина якої встановлюється нормами або спеціальними рекомендаціями з проектування будівель того чи іншого призначення.

2.Жорсткість. Крім того, що перекриття повинне витримувати навантаження, воно не повинно прогинатися під ними. Якщо ж перекриття прогинаються, вони рано чи пізно можуть зазнати деформації, що призведе до руйнування.
3.Тепло-і звукоізоляція. Змонтовані перекриття повинні забезпечувати захист приміщення від проникнення в нього як повітряного, так і ударного шуму з нижчерозміщених кімнат. Для цього при організації перекриття використовується спеціальний мінеральний або інший утеплювач, який забезпечує погашення шуму будь-якого виду, а також зберігає тепло в приміщенні. Стандартним розміромшару утеплення є 150 мм. При влаштуванні подібних конструкцій застосовують різні інструменти. Це:

бензопила;
косинець;
сокира;
молоток;
електродриль;
будівельний ніж;
стамеска.

Повернутись до змісту

Балочні перекриття. Особливості

Дерев'яне перекриття виконується з дерев'яних балок хвойних та листяних порід.

Використовувані балки для перекриттів можуть бути різного матеріалу: дерева, металу, залізобетону. Конструкція при використанні будь-якого з перерахованого вище будівельного матеріалу однакова. у більшості випадків виробляються за допомогою несучих балок, самої підлоги, обов'язкового міжбалкового заповнення та необхідного оздоблювального шару стелі. Звуко- та теплоізоляція може бути забезпечена настилом, так званим накатом. Перекриття нагадує такий собі «бутерброд», де всі шари повинні бути присутніми в необхідному розмірі для того, щоб вийшов потрібний результат. В основному балкові перекриття як міжповерхові, так і цокольні та горищні дуже схожі один на одного. Вони відокремлюють житлові приміщення будинку від нежитлових. Навіть монтаж їх проводиться однаково, крім деяких нюансів.

Повинні монтуватися дещо по-іншому, тому що з обох боків у них є кімнати, а не господарський простір. Дерев'яні мають бути укладені, як правило, паралельно один одному по короткій стороні прольоту.Якщо балки розташовуються близько один до одного, відстань між ними має бути однаковим. При влаштуванні міжповерхових балкових перекриттів в першу чергу потрібно закріпити балки. Залежно від того, які стіни реалізовані під час будівництва будинків — каркасні чи капітальні — залишаються спеціальні зазори для закріплення балок.

Таблиця співвідношення ширини прольоту та ширини укладання балок.

Якщо ж стіни будинків капітальні і виконуються з дерева, то заздалегідь готувати «гнізда» для балок необов'язково — достатньо буде вже при монтажі балкових перекриттів вирізати зазори для укладання перекриттів. Однак каркасні стіни потребують спеціально підготовлених «гнізда».
Якщо використовуються дерев'яні балки для перекриттів, необхідно попередньо обробити кінці балок для запобігання їх гниття або передчасного руйнування.
Для ширини прольоту потрібно брати відповідний переріз балок: чим більша ширина, тим товщі балка (див. Таблиця 21). Якщо ширина прольоту досить велика, а бруса відповідного розміру немає, то можна провести зрощення наявних балок, щоб досягти потрібної товщини. Це, звичайно, може призвести до загальної неміцності конструкції.
Для забезпечення жорсткості складову балку, що вийшла, необхідно надійно фіксувати в місцях з'єднання. Бажано використовувати такі будівельні елементи врозріз - тобто щоб місця з'єднань у цих балках не знаходилися один навпроти одного. Таким чином, тиск на місця, де зрощуються балки мінімізується і за рахунок цього досягається додаткова міцність.

Щоб балки під вагою перекриття не прогинали їх необхідно класти на певній відстані.

Крім того, при організації перекриттів можна використовувати не лише дерев'яний брус. Для цього підійдуть і колоди потрібного діаметра. Звичайно ж, їх треба обтесати з усіх боків. Це, безперечно, буде й дешевше — адже пиломатеріали на будівельному ринку коштують набагато більше, ніж круглий ліс. Однак при цьому не можна використовувати «свіжі» колоди. Для того щоб застосовувати їх при, потрібно витримати круглий ліс хоча б півроку - рік у сухому місці, інакше перекриття «поведе» і це буде причиною деформації всього будинку.

Після укладання дерев'яного брусаабо обтесаних колод необхідно зробити настил накату. Для цього до балок за допомогою цвяхів кріплять спеціальні черепні бруски з перетином 5х5 см і вже на них накладають обрані дошки накату; часто майстри роблять так, що нижня частина балки, що використовується для перекриття, дорівнює накату. Це сприяє подальшій безпроблемній обробці стелі.

При укладанні накату не обов'язково використовувати повноцінні дерев'яні доски— цілком згодиться і «горбиль». Після накату йде теплоутеплювач. Він може бути зовсім різним - від мінеральної вати до тирси. Як і з балками, накат повинен просохнути. Крім того, перед тим як укласти утеплювач, потрібно прокласти накат папером. Якщо ж прийнято рішення використовувати тирсу або інші сипучі матеріали, то їх кількість не повинна перевищувати трьох чвертей висоти балки.

Після закладання утеплювача поверх балок укладають толь або руберойд, а потім — лаги. Однак у більшості випадків лаги не укладають, якщо бруси перекриттів знаходяться поряд один з одним. Якщо ж балки розташовуються далеко одна від одної, то лаги необхідні створення суцільного перекриття. При монтажі цокольного та горищного перекриттів можуть не використовуватися такі елементи, як утеплювач та накат. Для засипки логічно засипатиме гравій, і покрити руберойдом.

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 ватуабо 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

Залізобетонні.
Металеві.
Дерев'яні.

Залізобетонні балки перекривають великі прольоти, але встановлюють їх тільки із застосуванням важкої вантажопідйомної техніки. Металеві конструкціїпрактично 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

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

Для виготовлення брусів можна використовувати деревину як хвойних, так і листяних порід дерева. Але особливу увагутреба 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.

Навантаження, кг/пог.	Перетин балок при довжині прольоту, м
Навантаження, кг/пог.	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
150	5×14	5×16	6×18	8×18	8×20	10×20	10×22
200	5×16	5×18	7×18	7×20	10×20	12×22	14×22
250	6×16	6×18	7×20	10×20	12×20	14×22	16×22
350	7×16	7×18	8×20	10×22	12×22	16×22	20×00

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 безпекивідстань від труби до балки має бути щонайменше 40 див.

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 перекриттяу 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 крупним планом 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 формабруса – 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 тільки 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 в залежності 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.