Как крепить брус между собой: все способы продольного и поперечного соединения

Выбор балок

Выбор балок для перекрытий основан на их основном назначении и максимальных предполагаемых нагрузок. Наиболее распространёнными считаются балки из деревянного бруса прямоугольного сечения с высотой от 120 до 240 мм и толщиной от 50 до 160 мм. Расстояние между ними при укладке обычно составляет от полуметра до метра. При выполнении изоляции пространства между балками контакт материалов обеспечивается наиболее плотно без дополнительных действий, в отличие от брёвен.

Рисунок 1. Монтаж дощатого перекрытия чердачного типа.

Бревенчатые перекрытия наиболее выгодны с точки зрения выдерживания перпендикулярных нагрузок и поперечных сдвигов. Если есть возможность самостоятельно заготавливать лес, то на его обработку потребуется минимум усилий. Основная проблема состоит в процессе естественного высушивания, чтобы предотвратить растрескивание или коробление, в течение одного года. Для монтажа подойдут такие балки, которые имеют идеальную геометрию, отсутствует сучковатость и области поражения вредителями.

В каркасных домах допускается выполнять перекрытия из досок с толщиной не менее 25 мм. Это обусловлено тем, что более массивные балки способны вызвать повышенные нагрузки на основание и стены. Также доски используют в целях максимального удешевления конструкции, но не за счёт снижения планки прочности здания ниже допустимого уровня.

Выбор балок из лиственных пород крайне не рекомендуется, так как они не всегда способны выдерживать изгибающие нагрузки. Специалисты рекомендуют хвойные породы, качественно очищенные и обработанные антисептиками.

Устройство и монтаж перекрытий по деревянным балкам

Опубликовано: 13.04.2013 Рубрика: Строительство

Просмотров: 14 748

Устройство и монтаж перекрытий по деревянным балкам. Деревянные балочные перекрытия

Перекрытия относятся к важнейшим конструктивным элементам любого частного или загородного дома. В этой статье попробуем максимально подробно рассмотреть особенности устройства и монтажа перекрытий по деревянным балкам.

Перекрытием называют горизонтальную конструкцию, разделяющую пространство здания по высоте. Перекрытия воспринимают нагрузки от мебели, оборудования и находящихся в помещении людей, а также связывая между собой несущие стены, служат элементами, обеспечивающими устойчивость строения.

В зависимости от места расположения различают перекрытия подвальные, цокольные, междуэтажные и чердачные. По своей конструкции перекрытия бывают безбалочными или балочными.

Схема стропильной конструкции

По периметру стены укладывается мауэрлат – брус, который принимает на себя часть несущей функции, равномерно распределяя на несущие стены. На него будут поставлены основания всех элементов конструкции.

Поперёк здания укладывают прогоны, такие же прогоны будут служить опорой для стропильных ног в середине сооружения.

Поднимают, заранее смонтированные на земле, фермы, которые будут держать конёк и крепят к мауэрлату.

Ставят опоры для конька, укладывают конёк и крепят к нему диагональные, промежуточные стропила.

Укрепляют конструкцию с помощью подкосов, подпорок и ригелей.

Стойки под стропилаИсточник domdkm.ru

На конструкцию укладывают стропила, учитывая проектное расстояние между отдельными балками. Торцы ног упирают в мауэрлат, а верх запиливают и соединяют металлическим крепежом на скошенных углах. На готовое основание укладывают гидроизоляцию, утеплитель и кровлю.

Правильное расположение и способы соединения бруса гарантирует устойчивость при укладке утеплителя и кровли. Дальнейшая эксплуатация объекта во многом зависит от точного проектирования и правильно подобранных пиломатериалов.

Сращенные стропила предпочтительнее закладывать при монтаже крутых скатов крыши, где атмосферные нагрузки в разы ниже, чем на плоских скатах. Плоские скаты зимой нагружаются под действием снега, что давит на пиломатериал под кровлей.

Стыки, сопряжения и узлы опирания балок.

Различают два типа
стыков балок: заводские и монтажные.

Заводские
стыки представляют
собой соединения отдельных частей
какого-либо элемента балки (стенки,
пояса), выполняемые из-за недо­статочной
длины имеющегося проката. Их расположение
обусловлено длиной проката или
конструктивными соображениями (стык
стенки не должен совпадать с местом
примыкания вспомогательных балок, с
реб­рами жесткости и т.п.). Чтобы
ослабление сечения балки заводским
стыком было не слишком велико, стыки
отдельных элементов обычно располагают
в разных местах по длине балки, т. е.
вразбежку.

Монтажные стыки
выполняются при монтаже, они необходимы
тог­да, когда масса или размеры балки
не позволяют
перевезти и смонти­ровать ее целиком.
Расположение их должно предусматривать
членение балки на отдельные отправочные
элементы, по возможности одинаковые (в
разрезной балке стык располагают в
середине пролета или симмет­рично
относительно середины балки),
удовлетворяющие требованиям
транспортирования и монтажа наиболее
распространенными средст­вами.

В монтажных стыках
удобно все элементы балки соединять в
одном сечении. Такой стык называется
универсальным.
Стыки прокатных балок (заводские
и монтажные) выполняют, как правило,
сварными.

Стыки
прокатных балок

а
— встык; 6
— встык с
накладками; в — только накладками

Заводские стыки
поясов и стенки составных сварных балок
осуществляют соединением листов до
сборки их в балку. В последнее вре­мя
монтажные стыки сварных балок, чтобы
избежать сварки при мон­таже, иногда
выполняют на высокопрочных болтах.
Сопряжение
балок со стальными колоннами осуществляется
путем их опирания сверху или примыканием
сбоку к колонне. Такое соедине­ние
может быть или шарнирным, передающим
только опорную реакцию ‘ балки, или
жестким, передающим на колонну кроме
опорной реакции еще и момент защемления
балки в колонне.

Опирание балок на
стены и железобетонные подкладки. При
опирании балок на каменные стены и
железобетонные подкладки обычно
при­меняют специальные стальные
опорные части, которые служат для
рав­номерного распределения давления
балки на большую площадь менее прочного,
чем балка, материала опоры (камень,
железобетон). Кроме того, опорные части
должны обеспечить свободу деформации
концов балки —поворот при прогибе
балки, продольное смещение температур­ных
и силовых деформаций, в противном случае
в опоре возникнут не­желательные
дополнительные напряжения. В соответствии
с этими тре­бованиями применяют
неподвижные и подвижные опорные части
следу­ющих

Опорные части
изготовляют из литой или толстолистовой
стали. Площадь опирания плоских и
тангенциальных опорных плит должна
быть достаточной для передачи опорного
давления балки на кладку стены или на
бетон

Сопряжения балок.
Сопряжения
главных и второстепенных балок между
собой бывают: этажные, в одном уровне
верхних поясов и с по­ниженным
расположением верхних поясов второстепенных
балок

Этажное
сопряжение является простейшим, но оно
из-за возможного отгиба пояса главной
балки может передавать лишь не­большие
опорные реакции. Это сопряжение можно
усилить, поставив под вспомогательной
балкой ребро жесткости и пригнав его
верхний торец к верхнему поясу главной
балки для предотвращения отгиба.

Сопряжения в одном
уровне и пониженное сопряжение способны
пе­редавать большие опорные реакции.
Неудобство сопряжения в одном уровне
— необходимость выреза верхней полки
и части стенки вспомогательной балки.
Этот вырез ослабляет ее сечение и
уве­личивает трудоемкость сопряжения;
Избежать этих не­удобств можно,
приварив на заводе к торцу вспомогательной
балки ко­ротыш из уголка, и уже его
сопрягать на монтаже болтами или сваркой
с ребром жесткости главной балки.

Как все устроено

Дерево хвойных пород является наиболее востребованным материалом для строительства межэтажных и чердачных перекрытий в частном доме. Основная причина очевидна – невысокая по сравнению с монолитным железобетоном или готовыми плитами цена.

При использовании деревянных балок для дома необходимо:

1. Обеспечить их достаточную несущую способность при расчетных долговременных нагрузках;
2. Выполнить эффективную межэтажную шумоизоляцию;
3. Если речь идет о перекрытии над неотапливаемым подвалом или под неэксплуатируемым чердаком – организовать достаточно эффективную теплоизоляцию, соответствующую требованиям климатической зоны, в которой вы проживаете.

Первая задача решается подбором оптимальных сечения и шага балок. Максимальная длина деревянной балки перекрытия обычно ограничена 6 метрами – длиной поставляемого производителями бруса камерной сушки; при большем пролете сооружаются промежуточные несущие стены или опорные колонны.

Длина бруса ограничена размерами камер сушки.

Для решения второй и третьей задач межбалочное пространство заполняется утеплителем – стекло- или минеральной ватой, пенополистиролом, эковатой и прочими материалами

Их выбор – тема для отдельного исследования; на нем мы не станем заострять свое внимание

Типичная конструкция утепленного перекрытия такова:

На боковые поверхности балок в их нижней части набиваются черепные бруски сечением от 40х40 мм.

Крепление черепных брусков.

• По ним без крепления укладываются доски толщиной от 25 мм.
• По настилу расстилается пароизоляционная пленка. Она перекрывает и доски настила, и балки.
• Между балками укладывается утеплитель.
• Сверху он застилается гидроизоляцией (чаще всего в этой роли выступает обычный полиэтилен с проклеенными швами между полотнами).
• По гидроизоляции настилается черновой пол – непосредственно по балкам (при достаточной толщине половой доски) или по перпендикулярным им лагам. В первом случае между балками и настилом набивается контробрешетка – рейка толщиной 20 мм, оставляющая под настилом просвет для вентиляции.

Структура утепленного перекрытия.

Расчет несущей способности

Как рассчитать деревянные балки перекрытий при известных пролете и шаге?

Общая информация

Максимальный пролет нами уже упоминался: он ограничен длиной поставляемого бруса. Однако оптимальным значением пролета для деревянных несущих конструкций считаются 2,5 – 4 метра. Среди прочего, меньший пролет позволяет обойтись брусом меньшего сечения, что удешевляет конструкцию перекрытия.

Оптимально использование в качестве балок бруса с прямоугольной формой сечения. Его высота должна относиться к ширине как 1,4:1. В этом случае мы получаем максимальную несущую способность при опять-таки минимальных расходах.

Балка должна опираться на стену как минимум 12 сантиметрами свой длины от края.

Опирающийся на стену край гидроизолируется со всех сторон, кроме торца. При заделке торца непроницаемым для влаги материалом торцы рано или поздно загниют из-за отсутствия естественной сушки.

Концы балок обернуты рубероидом. Он предотвратит увлажнение древесины при контакте с материалом стен.

При расчете межэтажных перекрытий обычно используют расчетное значение полной нагрузки (собственный вес перекрытия и эксплуатационная нагрузка) в 400 кгс/м2. Однако для неэксплуатируемых чердаков это значение может быть уменьшено.

Холодный чердак нетребователен к прочности перекрытия.

Таблицы сечений

Начнем с подбора сечения прямоугольного бруса для нагрузки 400 кгс/м2 при разных значениях пролета и шага между балками.

Шаг/пролет	200 см	300 см	400 см	500 см	600 см
60 см	7,5х10 см	7,5х20 см	10х20 см	12,5х20 см	15х22,5 см
100 см	7,5х10 см	10х17,5 см	12,5х20 см	15х22,5 см	17,5х25 см

При сооружении чердачного перекрытия под неэксплуатируемым чердаком расчетная нагрузка может лежать в пределах 150 – 350 кгс/м2. При шаге между балками в один метр их сечения в сантиметрах должны быть следующими:

Расчетная нагрузка, кгс/м2/ пролет, см	300	400	500	600
150	5х14	6х18	8х20	10х22
200	5х16	7х18	10х20	14х22
250	6х160	7х20	12х20	16х22
350	7х160	8х20	12х22	20х22

Еще одна таблица содержит минимальные диаметры круглых балок (оцилиндрованного бревна) при нагрузке 400 кгс/м2 и шаге 1 метр.

Бревенчатое перекрытие.

Пролет, см	Диаметр бревна, см
200	13
300	17
400	21
500	24
600	27

Варианты сварки швеллеров

В зависимости от требований и условий монтажа соединение швеллеров выполняется встык, внутрь, накладками, со смещением.

Сварка встык

Этот вариант применяют для создания швов, к которым не предъявляются повышенные требования по прочности. Сварку швеллеров встык выполняют с обеих сторон. Если накладывается односторонний шов его корень нужно подварить. При толщине полок 6 — 12 мм кромки разделывают под углом 30°. На более толстом металле угол делают тупым с V или X-образным профилем.

Для сварки швеллеров между собой их устанавливают горизонтально с зазором не больше 3 мм. Для точного совмещения применяют центратор, затем фиксируют прихватками с шагом 4 см. Сварку швеллера встык ведут от середины к краям. Однако такое соединение ненадежно. Поэтому когда наращивание балки закончено, ее необходимо усилить накладками.

Сварка при помощи накладок

Метод обеспечивает прочность соединения немногим уступающий монолиту. Перед сваркой двух швеллеров их допускается располагать с зазором до 8 мм. Накладку размещают на стороне шва. Ее длина должна быть в 5 раз больше ширины профиля, а толщина не меньше чем у стенок. Накладку проваривают с двух сторон, не прилегающих к боковым полкам. Оставшиеся зазоры заполняют антикоррозийным материалом. При установке накладок с обеих сторон, наружная делается длиннее внутренней.

Соединение внутрь

Для создания усиленных балок швеллеры попарно сваривают в коробочки, соединяя боковые полки между собой. Технология аналогична стыковому методу, но выполняется с минимальным зазором или без него. Швеллеры устанавливают горизонтально и скрепляют струбцинами. Соединение начинают с середины, продвигаясь к концам. Шов нельзя зачищать болгаркой, так как это снижает его прочность.

Сборка коробочки возможна только в нижнем положении, когда швеллеры размещены горизонтально. Если это условие невыполнимо соединение выполняют стыковым швом усиленным накладками.

Смещенное соединение

Метод применяется для соединения швеллеров между собой, если они разного размера. Работа выполняется бригадой сварщиков. Сначала соединяют стыки с толстым металлом. Сварку встык проводят по стандартной схеме. Угловые соединения выполняются одновременно двумя сварщиками, ведущими швы от краев к середине. Продольные стыки не доваривают до края балки на ширину профиля из низкоуглеродистой стали, на легированных размер увеличивается вдвое.

Как правильно выбрать соединение

Сращивание выполняется при возведении несущих стен, сооружении межкомнатных перегородок, обустройстве стропильной системы, пола. Разновидность используемого стыкования следует выбирать в зависимости от типа нагрузки:

сжатие, важно выполнить так,чтобы торцы соприкасаются по возможности большими участками;
растяжение, обязательно должно выполняться соединение в замок;
изгиб, стык выполняется под углом.

При разных типах торцы деталей вырезаются определенным образом. При стыковании в замок укладывается утеплитель джут. Для наращивания в длину применяются различные разновидности соединения.

При стыковании древесины методом шип на шпонках позволяет создавать прочную конструкцию, обладающую требуемой жесткостью. Необходимо выполнить высококачественные шпонки. Замковые соединения используются для сращивания пиломатериала,из которого будут возводиться несущие стены.

Сращивание пол дерева

Является самым элементарным решением. Торцы стыкуемых элементов вырезается под прямым углом половина толщины деревянной детали. Детали соединяются путем складывания одного торца с другим. Плотность стыка обеспечивается утеплителем (укладывается джутовая лента). В строительстве прочность соединению придается установкой деревянных нагелей.Дополнительно можно закрепить узел шурупами.

Соединение в коренной шип

Этот вариант соединения выполнить несколько сложнее. С торца одной из деталей вырезается шип (размером в 1/3 сечения), и на второй делается соответствующий паз (напоминает трапецию). Это трудоемкое соединение требует особой точности выполнения (соблюдается угол в 45°).Подобным образом стыкуются углы сруба.

Дополнительно соединение укрепляется нагелями. Если элементы стыкуются таким образом, то брусы не смещаются горизонтально.

Соединение в косой замок

Является наиболее подходящим,если узел будет испытывать нагрузку на изгиб.Это достаточно сложный тип стыкования,но по прочности такой стык превышает многие. На торцах по соответствующим размерам выпиливаются косые шип с пазом(с изгибами). Складываемые две детали образуют замок. Стык закрепляется двумя нагелями.

Сращивание путем прикладывания

Является достаточно сложным типом стыкования. Выпиливается замок в двух частях древесины. Так соединяются два звена сруба между собой. Брус складывается торцами и сращивается строительной скобой. Нагели установлены в нижний ряд.

Соединение бруса на шпонках

Также является эффективным способом сращивания венца. Создаются пазы на двух торцах, а после укладки забивается деревянная шпонка.Само стыкование можно выполнять в полдерева (предварительно следует изготовить шпонки, просверлить отверстия диаметром поменьше). Глубину врезки надо брать в 2 см.

Если таким образом выполняется сращивание, то это очень прочный метод соединения в возведении построек. В двух деталях выпиливаются пазы. Торцы складываются, в паз устанавливается шпонка (деревянная вставка, клин, например из осины, может выполняться из металла). Ее форма может различаться (призматическая, прямоугольная). Она плотно скрепляет две детали.

Все способы сращивания и самые простые, и более сложные требуют выполнения довольно точных запилов брусе обеспечивая тем самым прочное соединение.

Как выполнить сращивание стропил по длине: разбор вариантов и технологических правил

Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.

Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.

Особенности, преимущества и недостатки перекрытий из дерева

Деревянные конструкции устраиваются по балкам, которые также выбираются из этого материала. Чаще всего они используется в небольших малоэтажных домах.

Балки могут быть изготовлены из:

• досок, толщина которых составляет от 3,8 до 5 см;
• бруса, толщина которого составляет от 7,5 см до 17,5 см;
• бревен;
• проклеенного бруса;
• клееных балок (деревянного двутавра).

Такой вид перекрытия по балкам обладает следующими преимуществами:

• его достаточно легко сделать и смонтировать;
• обладает хорошими теплоизоляционными свойствами;
• дерево является экологически чистым материалом, что гарантирует отсутствие в доме вредного воздействия на организм человека;
• можно использовать в домах, которые стоят на легком фундаменте, поскольку перекрытия не будут давать большой дополнительной нагрузки;
• доступность.

В то же время, необходимо помнить и о недостатках данной конструкции:

• перекрытия из дерева по балкам имеют не такую высокую прочность, как железобетонные;
• нуждается в дополнительной обработке антипиренами – благодаря этому деревянное покрытие будет не горючим;
• без обработки антисептиком, деревянное покрытие по балкам может быть поражено грибком, насекомыми-вредителями или плесенью;
• из-за сырости, колебаний температур, влажности и нагрузок присутствует риск образования деформации деревянного перекрытия.

Основные этапы при монтаже перекрытия из дерева

Данный вид перекрытия устанавливается по балкам. Так что, первый шаг в технологической схеме устройства – это установка балок. Устройство этих элементов в доме происходит согласно следующей инструкции:

• Первоначальной задачей стоит обработка древесины антисептиком. В противном случае, они будут со временем гнить, и перекрытие по деревянным балкам будет неустойчивым.
• Концы балок срезаются по углом от 60 до 80 градусов. Помимо антисептика, они также просмаливаются.
• Далее концы балок должны быть обернуты рубероидом.
• В стене должны быть подготовлены ниши, глубина которых должна составлять от 15 см. В них укладываются балки. При этом зазор между стеной и балкой должен составлять от 3 до 5 см. После установки балки, он заполняется минеральной ватой.

Устройство необходимо начинать с самых крайних элементов. После того, как все они будут установлены, необходимо чтобы по балкам был одинаковый горизонтальный уровень.

В некоторых случаях, необходимо позаботиться об обеспечении большей жесткости. Для этого обычно прибегают к стальным креплениям – анкерам, скобам либо пластинам. Если анкера и пластины используются крайне редко, то скобы можно встретить достаточно часто в деревянных домах.

После завершения этих этапов, можно приступать к устройству перекрытия по балкам. В качестве настила обычно выступают листы фанеры, строганные доски либо панели OSB. Но это далеко не единственный элемент. Пирог перекрытия состоит из чернового пола, изоляции (ветро-, тепло-, гидро-), небольшого воздушного зазора и половой доски. Пирог: от верхних слоев к нижним слоям (наглядный пример):

1. Ламинат.
2. Подложка под ламинат.
3. Плиты ОСП.
4. Доска с характеристиками 50х100.
5. Утеплитель толщиной 20 см.
6. Брус 70х195 мм.
7. Брус 20х20 см.
8. Защита от ветра.
9. Доска 25х100.

Пирог, а точнее его слои, могут немного изменяться в зависимости от конструктивных решений. В зависимости от того, какая плита используется в качестве чернового пола, рекомендуется либо покрыть финишным покрытием и класть плитку, линолеум или другое покрытие. В том случае, если сверху в качестве чернового пола выступают струганные доски, их можно покрыть лакокрасочным составом и больше ничего не укладывать.

Рекомендации от специалистов по работе с конструкциями из древесины

В том случае, если необходимо устройство перекрытия из древесины по балкам, специалисты рекомендуют придерживаться некоторых советов. Среди которых:

• Устраивать перекрытия нужно только в тех местах, где это действительно необходимо. Излишние конструкции в декоративных или других целях будут лишь давать дополнительную нагрузку на фундамент.
• Все элементы из дерева должны быть обработаны специальными антисептиками и защитным составом от возгорания.
• Прежде, чем вставлять балки в бетонные или кирпичные выемки в стене, их предварительно нужно обработать специальными составами. После этого они оборачиваются рубероидом и только затем вставляются в выемки.
• Если рядом с балками проходит дымоход, нужно помнить, что минимальное расстояние между ними должно быть не менее 25 см.

Делаем деревянное перекрытие

Для закрепления балок на стенах из бруса или бревна используют различные решения

Первое — заглубление торцевых частей не менее чем на 70 мм в пазы, вырезанные в стенах (иногда паз заполняют изоляционным материалом, чтобы исключить появление скрипа). Практикуют также соединение типа «ласточкин хвост» и др. Если закрепление балки предполагает подрубку ее концов, то стоит иметь в виду: согласно СНиП 11-25-80 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, допустима подрубка не более 1/4 высоты балки. К сожалению, нередко концы подрубают в полдерева, значительно уменьшая сечение балки, из-за чего в зоне распила образуются протяженные трещины, снижается жесткость опоры, что сокращает срок службы здания.

Еще один способ соединения — с помощью специальных опор из оцинкованной стали (хомутов, кронштейнов, уголков и т. п.). Их плюс — технологичность и быстрота монтажа. Бывают опоры с открытым и скрытым креплением. Последние применяют, когда балки должны быть видны в интерьере (пример такого крепежа — Т-образная пластина, длинным плечом входящая в паз, сделанный в торце балки). К опоре балку фиксируют металлическими саморезами, а саму опору присоединяют к стене металлическими саморезами или шурупами-глухарями большого сечения.

Балки зафиксированы на стенах и сращены встык стальными уголками и накладками, которые закреплены саморезами

Сечение и шаг размещения балок выбирают исходя, прежде всего из длины пролета и предполагаемой нагрузки на перекрытие

Ряд специалистов критически относится к использованию подобных опор при закреплении балок на ограждающих стенах. Ведь, согласно указанным выше СНиПам, металлические элементы, применяемые в условиях, при которых возможно выпадение конденсата, должны отделяться от древесины гидроизоляционным слоем. Между тем в случае соединения балки перекрытия с ограждающей стеной металлический крепеж опор может оказаться в зоне точки росы. По словам экспертов, это обернется появлением темных полос на поверхности древесины в районе такого крепежа.

Торцевые части балок заглублены в пазы, вырезанные в стенах

Закрепление на стене стальной опоры для балки с помощью шурупов-глухарей

При использовании же стальных опор для соединения балок перекрытия со стенами внутри помещения (где опасности выпадения конденсата нет) подобной проблемы не возникает. В каменных (кирпичных, пенобетонных и пр.) ограждающих стенах для закрепления деревянной балки еще на стадии их возведения создают так называемое гнездо, в которое и вставляют балку.

Опоры с открытым креплением

Опоры с открытым креплением

Глубина укладки опоры — не менее 150 мм. Конец балки тщательно обрабатывают антисептическими составами и подрезают под углом, чтобы ее торец не насыщался влагой. Притом для отделения древесины от камня конец балки оборачивают гидроизоляционным материалом (чаще всего рубероидом или пергамином в два слоя), оставляя торец открытым, чтобы не было препятствий для свободного отвода водяного пара из древесины. Балку обычно укладывают на антисептированный деревянный накат, закрепленный в гнезде поверх слоя гидроизоляции, механически фиксируя к нему.

Чтобы закрепить деревянную балку, в каменной стене еще на стадии ее строительства создают особое гнездо

Согласно требованиям вышеупомянутых СНиПов, не допускается глухая заделка деревянных конструкций в каменные стены, а значит, гнездо обязательно должно проветриваться. Кроме того, для предотвращения появления в стене мостиков холода его следует заполнить теплоизоляционным материалом (например, паклей), не создавая притом препятствий для движения воздуха.

Вид сбоку	Вид сверху
Вариант опирания деревянной балки на кирпичную стену: 1. Деревянный короб 2. Теплоизоляция 3. Деревянная балка 4. Обертка торца балки гидроизоляцией 5. Металлический анкер 6. Гидроизоляция

Определение размеров сечения деревянной балки по формулам

Чаще несущие элементы междуэтажного или чердачного перекрытия представляют собой балки с одним пролётом и свободным опиранием на несущую стену или столб.

Они воспринимают изгиб от веса всего перекрытия и временной полезной нагрузки (мебель, люди и т. д.). Расчётным путём определяются необходимые размеры балки. Условием для этого является заданная прочность и жёсткость несущего элемента.

Для определения нагрузок на балку плотность древесины хвойных пород для конструкций помещений с нормальным режимом эксплуатации принимается 500 кг/м 3 . Для влажных помещений и сооружений на улице — 600 кг/м 3 .

Предел прочности хвойной древесины, работающей на изгиб, составляет 75 МПа. Показатель жёсткости (модуль упругости Е) определяет её способность деформироваться при действии каких-либо нагрузок.

Для нормальных условий эксплуатации конструкций при действии нагрузок:

• Е = 10 000 Мпа — вдоль волокон;
• поперёк волокон показатель Е уменьшается почти в 50 раз.

На показатели надёжности древесины также влияет температура. В случае её повышения предел прочности и модуль упругости уменьшаются. При этом повышается хрупкость деревянных изделий. То же происходит и при воздействии отрицательных температур.

Для расчёта любой конструкции определяются нормативные и расчётные нагрузки. Расчётную нагрузку получают, умножая величину нормативной нагрузки на n — коэффициент надёжности (перегрузки), который учитывает, в каких условиях работает конструкция.

На прочность балка проверяется по действию максимального момента изгиба:

• σ — напряжение в балке;
• W_р — расчётный момент сопротивления;
• R_и — расчётное сопротивление по изгибу, которое для древесины хвойных пород равно 13 МПа.

Подбор сечения рассчитывается, исходя из требуемого момента сопротивления Wтр:

Для прямоугольного сечения:

Для круглых сечений:

Проверка жёсткости производится на действие нормативных нагрузок:

• f — предельный прогиб балки;
• l — расчётный пролёт балки в см;
• f/l — относительный прогиб, который не должен превышать: 1/250 — для перекрытий между этажами; 1/200 — для перекрытий чердака;
• J — момент инерции в см 4 ;
• q н — нормативная нагрузка в кг/пог. см;
• Е = 10 000 МПа, 100 000 кг/см 2 — модуль упругости древесины;
• с — предельно допустимый коэффициент для отношения l/h, где h — высота сечения балки: 18,4 — для междуэтажных перекрытий; 23,0 — для чердачных перекрытий.

В случае, когда l ≤ ch, балки проверяются только на прочность. Если l > ch, они проверяются только на жёсткость.

Для примера рассчитаем деревянную балку междуэтажного перекрытия. Пролёт l = 4,5 м; вес перекрытия — g = 200 кг/м 2 ; временная нагрузка p = 150 кг/м 2 ; расстояние в плане между осями балок а = 0,9 м; материал балки — сосна R_и = 130кг/см 2 ; m коэффициент условия работы — 1,0.

Расчётная нагрузка на 1 пог. м элемента:

q = (g н n + p н n₁) · a = (200 ∙ 1,1 + 150 ∙ 1,4) ∙ 0,9 = 387 кг/пог. м

n, n1 — коэффициенты надёжности постоянной и временной полезной нагрузок.

Момент сопротивления, который необходим, определяется из условия прочности:

Таблица моментов сопротивления W в см 3 прямоугольных сечений