Перед зведенням міцного будови потрібно виконати розрахунок балок перекриття дерев'яних, які задають параметри майбутньої конструкції. При розрахунку визначаються оптимальні розміри перетину балок і відстань між ними. Перекриття з дерева набули широкого поширення при зведенні приватних будинків і можуть використовуватися для брусових, рублених або каркасних конструкцій.
Основне призначення балок перекриття - прийняти на себе і розподілити рівномірно навантаження по поверхні. Якісні показники матеріалу характеризують міцність і стійкість майбутнього будинку. При виборі матеріалу потрібно враховувати його особливості. Оскільки дерево піддається впливу цвілі і вогню, то балки перед монтажем потрібно обробити спеціальними захисними засобами.
Види дерев'яних балок і їх властивості
Перш за все, варто з'ясувати, що ж являє собою перекриття і для чого воно використовується. Перекриттями прийнято називати конструкцію, яка розділяє такі частини будівлі:
- житлові поверхи, в тому числі і мансардний поверх;
- підвал або цокольний поверх від житлових приміщень;
- холодну горищне приміщення від простору житлових кімнат.
В результаті верхня частина перекриття являє собою основу, на якій буде монтуватися підлогу, а нижня є основою для стелі. Дерев'яні балки використовують при будівництві будинків з бруса, оскільки навантаження від залізобетонних плит жодна дерев'яна конструкція не витримає.
Розглянутий матеріал може мати різні розміри і види, для нього характерні свої плюси і мінуси. В першу чергу слід розглянути балки перекриття з безперервного масиву. Для монтажу міжповерхового перекриття із застосуванням даного матеріалу використовуються тільки цільні вироби при довжині прольоту не більше 6 м. Так досягаються високі характеристики і в цілому позитивний ефект.
Якщо використовуються клеєні балки перекриття, то з їх допомогою можна перекривати великі прольоти, що обумовлено технологією їх виготовлення. Для такого матеріалу характерна висока міцність. Використовують їх в ситуаціях, коли на перекриття буде впливати високе навантаження. Клеєні балки мають такі позитивні властивості:
- високі показники міцності;
- можливість перекривати великі прольоти;
- простий монтаж;
- малу вагу;
- тривалий термін експлуатації.
Клеєна балка може досягати 20 м погонних в довжину. Немає необхідності зашивати їх знизу, так як спочатку вони мають гладку поверхню. Це надає особливий стиль в дизайні інтер'єру. Обшивку виконують тільки зверху.
Як визначити довжину дерев'яних балок?
Розміри, зокрема довжина балок, залежать від параметрів майбутньої будови. У процесі розрахунку довжина балки відповідає ширині прольоту, також враховується запас для закладення в стіни, щоб можна було закріпити конструкцію.
Залежно від матеріалів, які використовуються для зведення стін, і від пиломатеріалів для перекриття, буде відрізнятися і глибина закладення балок в стіну. Якщо стіна виконується з бетону або цегли, то глибина закладення балок становить 100 мм при використанні в якості перекриття дощок. У разі застосування бруса цей параметр збільшується до 150 мм.
Якщо планується перекривати проліт в дерев'яному будинку, то монтаж балок проводиться в спеціальні зарубки в стінах, глибина яких повинна становити мінімум 70 мм. При монтажі балок із застосуванням відповідних кріпильних елементів довжина приймається рівною ширині прольоту. Для цього буде потрібно виконати завмер відстані між двома протилежними стінами, на які буде виконуватися кріплення балок.
Залежно від конструкції, балки можуть виходити через стіну назовні. До них виконують кріплення крокв, формуючи скат даху. Балка при такій конструкції може виступати на 300-500 мм. Брусом перекривають балочний проліт шириною від 2,5 до 4 м. При цьому максимально можлива величина перекриття дошкою або брусом становить 6 м. Якщо потрібно перекриття прольотів більшої довжини (від 6 до 12 м), то застосовується клеєний брус, який, як уже було відзначено, відрізняється своєю високою міцністю. З цього матеріалу можна виготовити прямокутні або двотаврові балки. У разі використання звичайного бруса або дощок потрібно установка додаткових опор для балок. Такими можуть служити стіни приміщення або колони.
Як розрахувати навантаження на перекриття?
Дерев'яні балки перекриття, крім власної ваги, відчувають навантаження в процесі експлуатації, що складається з ваги самої підлоги, меблів і пересуваються людей. Дана навантаження має безпосередню залежність від типу перекриття. Виходячи з цього, розраховують покладені на нього навантаження. Даний розрахунок виконується на етапі проектування, при цьому його можна здійснити як за допомогою фахівців, так і своїми руками.
В першу чергу слід врахувати вагу матеріалів, які використовуються для виготовлення перекриття. Як приклад можна розглянути горищне перекриття, де як утеплювач буде використовуватися мінеральна вата: така конструкція здатна витримати навантаження від власної ваги в межах 50 кг / м².
Для обчислення експлуатаційного навантаження необхідно звернутися до нормативної документації. Якщо горищне перекриття виконується за допомогою дерева, використовується мінеральна вата або пінопласт як утеплювач і підшивка, то даний тип навантаження згідно СНиП 2.01.07-85 розраховується наступним чином: 70 * 1,3 = 90 кг / м², де 70 - це навантаження , відповідна нормативам, в кг / м², а 1,3 - коефіцієнт запасу.
Щоб визначити загальне навантаження, виробляють підсумовування: 50 + 90 = 140 кг / м². Для збільшення надійності значення округлюють в більшу сторону. У розглянутому прикладі слід прийняти значення загального навантаження за 150 кг / м². У разі інтенсивної експлуатації горищного перекриття при розрахунках необхідно значення нормативного навантаження збільшити до 150 кг / м². Підсумкове значення складе 245 кг / м², округливши, отримаємо 250 кг / м². Якщо в планах зробити горищне приміщення житловим, слід врахувати вагу меблів і підлоги. При розрахунках значення загального навантаження може становити 400 кг / м².
Як вибрати перетин і крок між балками?
Вимірявши довжину балок і ширину прольоту, можна виконувати розрахунок кроку укладання і перетину. Оскільки зазначені величини пов'язані один з одним, розрахунки проводяться за допомогою однакових математичних дій. Форма перетину може бути як прямокутної, так і круглої. Оптимальною прийнято вважати прямокутну форму. Співвідношення сторін прямокутника має бути наступним: 1: 4: 1, при цьому висота повинна бути великих розмірів, ніж ширина. Висота в більшості випадків визначається товщиною застосовуваного утеплювача. Розміри балок по висоті можуть перебувати в межах 10-30 см, по ширині - 4-20 см. Якщо перекриття монтуються з круглого колоди, то його діаметр повинен бути 11-30 см.
Що стосується відстані між балками, то мінімальне значення має становити 30 см, максимальне - 1,2 м. При розрахунках необхідно врахувати ширину підшивки і застосовуваного утеплювача. Якщо є необхідність, виконують підгонку, щоб забезпечити більш простий монтаж. У разі зведення каркасного будинку крок між балками прирівнюють до відстані між стійками каркаса.
Отже, розрахунок балок для перекриття (дерев'яних) є важливим і відповідальним етапом, від правильності якого буде залежати надійність конструкції. Розрахунки повинні проводитися з урахуванням існуючих і затверджених норм.
Якщо виникають сумніви в точності отриманих значень, то їх слід округлити в більшу сторону. Таким чином вдасться уникнути аварійних ситуацій при експлуатації будівлі. Якщо є сумніви в отриманих значеннях при самостійних розрахунках, рекомендується звернутися до фахівців, які зроблять роботу правильно і з урахуванням всіх нюансів.