Как правильно сделать подстропильные балки из досок

Обновлено: 23.04.2024

Односкатная крыша относится к самым простым. Ее достаточно просто выполнить своими руками.

Однако и здесь присутствуют свои нюансы, хорошо знакомые кровельщикам, работающим с деревянными несущими конструкциями односкатных крыш.

В частности к ним относят подготовку и монтаж стропильных ног. Об этом и пойдет речь в статье.

Когда нужно запиливать стропильные ноги?

Основные несущие элементы крыши, обеспечивающие ее уклон, воспринимают нагрузки от:

обрешетки;
финишного покрытия;
снега;
ветра;
точечных усилий, создаваемых обслуживающим персоналом, например, при очистке снега, выполнении осмотров и мелкого ремонта.

Перечисленные нагрузки распределяются на несущие ограждающие конструкции, а также на внутренние капитальные стены через стойки с раскосами при больших (больше 6 метров) пролетах односкатных крыш. Стены большинства современных зданий рассчитаны на восприятие вертикальных нагрузок и в очень малой степени боковых, чаще всего возникающих при сильных ветрах.

Поэтому в число задач, входящих в функции проектировщиков и архитекторов, входит обеспечение мер по снижению воздействия от таких нагрузок как на ограждающие конструкции (стены), так и на все сооружение в целом.

Для того чтобы при устройстве односкатных крыш обеспечить разложение усилий в опорных частях стропильных ног так, чтобы боковое (горизонтальное) усилие стремилось к своему наименьшему значению, а его большая часть приходилась на вертикальную нагрузку, делают специальные выемки, прямоугольной формы, врезающиеся в перераспределительные элементы.

В кирпичных, каменных и бетонных стенах в карнизных частях опорных стен с внутренней (чердачной) стороны устраивают специальный вырез, иногда называемый — четвертью, в который укладывают прямоугольный брус — мауэрлат (в простейшем случае это может быть ошкуренное простое бревно).
В каркасных постройках в этом качестве используется горизонтальная обвязка верхних частей вертикальных стоек, чаще всего состоящая из двух досок толщиной не менее 3 см каждая, сбитых гвоздями.
В срубах из калиброванного бревна или бруса, это обычно самый верхний венчающий усиленный элемент стены.

Запил должен быть таким, чтобы вне зависимости от уклона крыши, он имел горизонтальную и вертикальную площадки.

Как не ошибиться с размерами?

Чтобы запил стропильных ног односкатной крыши правильно перераспределял воздействующие на них нагрузки, обычно выполняют не слишком сложный расчет, используя рекомендации Строительных Норм и Правил (СНиПов) в современных актуальных редакциях таких, как «Нагрузки и воздействия», «Деревянные конструкции» и других.

Для этих же целей написано множество различных рекомендаций, инструкций, методических указаний, относящихся к устройству односкатных кровель.

Как правильно сделать?

Cуществует несколько способов запилить опорные торцы стропильных ног:

заказать готовые изделия с уже имеющимися запилами требуемого размера у поставщика;
использовать возможности стационарного деревообрабатывающего оборудования (своего или компании, работающей с древесиной);
использовать ручную циркулярную электропилу;
воспользоваться обычной ножовкой по дереву.

Стропильный угол запиливается определенным образом:

Потребуется сделать треугольник с углом, под которым будут запиливаться стропила. Изготовить его можно, к примеру, из профиля.
Затем нужно этот треугольник установить сбоку стропил и провести маркером или карандашом угловой контур.
Далее можно запилить угол согласно обведённому контуру.

Крепежные элементы и варианты крепления

Крепежные элементы должны обеспечивать определенную гибкость и степень свободы (незначительные подвижки) сопрягаемых элементов.

Это связано с тем, что после строительства происходит усушка конструкции, то есть потеря естественной влаги в древесине, в результате которой она незначительно изменяет свой объем и геометрические размеры.

Жесткие крепления могут привести к тому, что в несущих деревянных конструкциях появятся напряжения, влияющие на образование дополнительных трещин, коробления, других ненужных изменений, вред от которых можно значительно снизить, используя гибкие соединения, допускающие незначительное смятие деревянных конструкций при их эксплуатации. Это могут быть:

стяжки из отожженной стальной проволоки;
металлические забивные скобы;
деревянные нагели;
гвозди и шурупы;
болты и шпильки, гайки и шайбы;
специальная гнутая фурнитура из тонких алюминиевых или стальных пластин;
перфорированные полосы из оцинкованной жести, используемые при монтаже ГКЛ (гипсокартонных листов).

Как не ослабить мауэрлат?

Для этой цели запилы делают в элементах, образующих стропильную систему односкатных крыш, к которым относят:

стропильные ноги;
раскосы;
вертикальные стойки;
подстропильные балки;
элементы деревянных связей, устанавливаемые под углом между стропильными ногами, служащие для повышения жёсткости.

Подробно о том, каким должно быть расстояние между стропилами односкатной крыши, читайте тут, а из этой статьи вы узнаете, как выполнить расчет элементов стропильной системы.

Заключение

В целом, правильно выполнить изготовление кровли с одним скатом под силу любому домашнему мастеру. Для этого следует всего лишь внимательно ознакомиться с имеющейся литературой и рекомендациями по этому вопросу.

После возведения односкатной крыши над своим отдельно стоящим гаражом, мастерской, баней, местом содержания домашних животных и получения определенного опыта, можно уже приступать к изготовлению двускатной крыши с фронтонами, четырехскатной — шатровой или вальмовой, плоской или других видов кровельных систем.

В ситуациях, когда нет возможности приобрести достаточно длинные пиломатериалы для строительства перекрытий, существует немало способов решения данной проблемы.

Можно воспользоваться так называемым методом сращивания двух коротких балок так, чтобы на выходе получилась одна балка нужной длины.

Об особенностях и видах удлинения и соединения балок далее в статье.

Что собой представляет удлинение?

К методу сращивания балок строители прибегают в том случае, когда для прокладки перекрытий не хватает длины досок или бруса, который был выбран для этих целей. Поскольку работы по началу строительства стропильной системы начинаются после возведения коробки, в конце остается много фрагментов пиломатериалов, и их также можно применять в строительстве.

Балки сращивают также при строительстве дома из бруса или бревен на любом этапе, будь то стены, нижний венец или стропильные ноги. То есть, технология наращивания подходит для любых элементов дома, имеющих достаточно большое сечение, на которые не происходит большая нагрузка сверху, способная согнуть пиломатериал в дугу.

В каких ситуациях применяют?

Бывают ситуации, когда в расчетах происходят изменения, ширину колодца увеличивают, а материал уже закупили, и он перестает соответствовать требуемой длине. В данном случае нет нужды приобретать другие пиломатериалы, тратить большие средства. Можно прибегнуть к технологии сращивания двух бревен, за счет чего будет достигнута необходимая длина бруса или бревна.

Соединение древесины происходит 3 способами:

по длине;
по ширине;
под углом.

Два последних способа применяют для утолщения бруса, а первый, по длине, для наращивания длины. Стандартные размеры, выпускаемого на рынке бруса редко превышают 6 м. В то время как необходимая длина балки может быть и 10 м. В таком случае удлинение за счет второго бруса с таким же сечением будет правильным решением.

Когда это невозможно?

Каким бы крепким не был замок на стыке 2-х брусков, это место все равно останется самым уязвимым на всем погонном метре. Поскольку нарушается монолитность дерева, в данном месте, оно может высыхать, деформироваться. Плюс, нужно учитывать дополнительный вес, который будет оказываться с чердака или второго этажа: утеплители, мебель, вес человека и т.д.

В результате место на стыке со временем может ослабнуть и вся конструкция обвалится, особенно если наращивание происходило не 1 бруса, а нескольких. Замок должен приходиться на ту часть перекрытия, на которую происходит меньше всего воздействия, например, там, где перекрытие ближе всего к стене.

Если соединение приходится где-то по центру, то такой дом должен иметь внутреннее перекрытие, еще одну комнату. Это перекрытие внутри помещения будет поддерживать уязвимое место. Или же в комнате устанавливают дополнительную колонну или несколько колонн, поддерживающие потолок. При таком подходе сращенные бруски будут такими же долговечными и безопасными, как и монолитные.

Также нельзя производить сращивание балок с малым сечением. Чем больше ширина дома, тем сечение должно быть крупнее. Расчеты необходимой толщины бруса производят согласно таблице:

Ширина пролета, м	Расстояние между балками, м	Сечение балок, см
2,0	1,0	12×6
2,0	0,6	10×7
2,5	1,0	14×10
2,5	0,6	12×8
3,0	1,0	16×11
3,0	0,6	14×9
3,5	1,0	18×12
3,5	0,6	15×10
4,0	1,0	20×12
4,0	0,6	16×12
4,5	1,0	22×14
4,5	0,6	18×14
5,0	1,0	22×16
5,0	0,6	18×14
5,5	1,0	24×16
5,5	0,6	20×14
6,0	1,0	25×18
6,0	0,6	22×14

Подходящие для этого способы

Вариантов сращивания балок существует множество, отличаются они методами, которых всего 3:

при помощи вырезания замка;
с применением клина;
при помощи дополнительных досок.

Желательно, чтобы любой из перечисленных способов включал дополнительное крепление болтами, хомутами, клеем и другими вспомогательными элементами. В противном случае есть риск смещения бруска.

Как состыковать замком?

Данный способ самый разнообразный из всех, требующий точных расчетов. Со стыковочных концов 2-х брусков бензопилой или при помощи ножовки выпиливают форменные замки, которые при соединении захватывают друг друга, превращая 2 малые балки в 1 большую. Самыми распространенными способами выпиливания являются:

притык вполдерева;
с торцевым гребнем;
сковороднем;
в косую накладку;
косой прируб с зубом и т.д.

Каждый из них имеет варианты. Где-то используется несколько гребней или шипов, где-то один.

Иногда вырубы комбинируются, например, срез вполдерева делают косым. Принцип действия всегда один: на каждом брусе со стороны стыка расчерчивают места вырубки, срезают лишнее. Стыковочный брус должен иметь такой же рисунок, но в отзеркаленном виде.

Нарастить с клином

Метод с клином чаще всего делается для косого выруба внакладку. Два бруса вырезают по рисунку, соединяют в центре и вбивают брус по ширине, соответствующий ширине балки. Этот метод считается наиболее прочным, но и самым сложным, поскольку необходимо соблюдать высокую точность расчетов сразу для 3-х элементов.

Соединить досками

В данном случае в брусьях не вырезают замки и не вбивают клинья. Они держатся только за счет досок с 2-х или 4-х сторон, которые закрепляют болтами к поверхности соединяемых балок. Эстетичность в данном случае страдает. Но при данном способе остается возможность ремонтировать стыковочные места, менять утеплитель. Болты закрепляют в шахматном порядке, используя резиновые шайбы.

В некоторых случаях балки просто прикладывают одну к другой и скрепляют 4-6 болтами, не используя ни доски, не вырубки. Смещение на стыке в обоих случаях исключено. Данный способ подходит для мелкокалиберного бруса или досок.

Каких правил следует придерживаться?

Помимо основных расчетов по длине балок и вырезов, с помощью которых будет происходить соединение, необходимо учитывать и другие нюансы, позволяющие удлинить и установить перекрытие качественно.

Для сращивания балок выбирают древесину одной породы и желательно одного цвета, если балки не будут скрыты под отделкой. Разные породы дерева ведут себя по-разному, некоторые более крепкие, другие больше подвержены растрескиванию.
Процент влажности материалов не должен превышать 15%. Это должно быть высушенное дерево, которое в процессе эксплуатации не ссохнется, образовав щель в районе сцепления. Если не удается добиться одного показателя для 2-х брусков, разница не должна превышать 3%.
Дерево выбирают качественное, без дефектов, синевы, гнили. Не стоит рисковать, стараясь сэкономить, особенно когда речь идет о чердачном перекрытии.
Перед установкой балок и соединением, пиломатериал необходимо обработать антисептиком и антипиренами.
После склеивания частей, остатки клея необходимо убирать на месте. Когда он высохнет, очистить поверхность будет сложнее.
Сращивание производят по вертикали относительно лицевой стороны. То есть сам разрез должен быть параллелен потоку ветра, чтобы избежать продувания через щель.
На стыке перед соединением прокладывают слой утеплителя. Древесина не должна соприкасаться друг с другом в месте разреза. Если части бруса начнут высыхать, утеплитель в районе замка предотвратит продувание.
Брус для сращивания выбирают одного калибра (одной толщины).
Удлиненный брус не должен утолщаться в месте соединения.
Сращивание балок необходимо делать в разбег, не по одной линии, чтобы не создавать давление на один, наиболее уязвимый участок перекрытия.

Инструменты и материалы для работы

Перед выполнением основной работы по вырезанию замков, необходимо учесть и подготовить все необходимые инструменты, чтобы они в нужный момент оказались под рукой.

Что понадобится для работы:

Также может понадобиться шлифовальная машинка или шкурка для придания гладкости вырезанным поверхностям.

Пошаговая инструкция

Когда все инструменты готовы, древесина обработана и зачищена, можно переходить к основной работе по выпиливанию стыков. Выглядит она следующим образом.

Каждый рабочий брус выравнивают по краям. Для этого используют угольник, которым измеряют каждую из 4 сторон бруса, чертят контрольную линию и срезают при помощи бензопилы или циркулярной пилы с 2-х широких сторон. Если диска не хватает по всей длине, остаток спиливают вручную ножовкой.
Далее прочерчивают сам рисунок, линии на брусе также со всех 4-х сторон.
Бензопилой или ножовкой создают надрезы. Если нет уверенности, чтоб мастер при помощи бензопилы сделает точный надрез, лучше использовать ручную пилу. В данном случае погрешности сильно скажутся на качестве стыков, восстановить или заделать их будет крайне сложно или невозможно.
После выполнения надрезов, ненужный кусок бруса аккуратно удаляют при помощи стамески и молотка.
Когда лишние части с обоих брусков удалены, необходимо приложить один брус к другом, чтобы проверить точность соединения. Как правило, на стыке всегда присутствует незначительная щель, она не должна превышать 1 см. В этом месте будет проложен джут.
Далее обе части склеивают или соединяют при помощи болтов, предварительно просверлив дрелью отверстия. Идеальным вариантом будет склейка и соединение болтами.

Доски сращивают методом внахлест. Поскольку пиломатериал мелкого сечения, его нельзя подпиливать и удалять какие-либо, даже незначительные части. Таким образом, доски соединяют при помощи 4-6 болтов.

Длина нахлеста варьируется с 20 до 50 см в зависимости от длины самой балки. При установке готовых балок на бетонные стены, их необходимо изолировать рубероидом или аналогичным материалом, чтобы доска не соприкасалась с поверхностью другого материала.

Ошибки в процессе соединения

Наибольшего внимания в данной работе требуют сами расчеты при создании замка, а также точность его выпиливания.

Перед удлинением необходимо осмотреть брус или доску и отбраковать его, если в местах планируемого соединения имеются трещины.

Пока древесина монолитная, они не влияют на ее целостность, но если повредить ее в уязвимом месте, при спиливании данная щепка отлетит и создаст ненужный зазор.

Второй момент связан с выбором инструмента. Это должен быть высокоточный электро или бензоприбор, который сможет создать ровную линию, не захватив и не обтесав лишний участок. Самым точным инструментом, вызывающим доверие, является острая ручная пила.

Также нужно учитывать размер по длине замка. Он не должен быть слишком мал, чтобы конструкция держалась крепко. Чтобы избежать ошибок, необходимо воспользоваться готовыми проектами и расчетами для определенной длины замка по отношению к балке.

Заключение

Правильно подобранный метод сращивания балок перекрытия может не только сэкономить средства на докупку недостающих материалов, но и укрепить систему в целом. Главное условие в данной работе, это точность расчетов для определенного вида пиломатериала. Если учитывать правила и рекомендации по сращиванию, то работу можно выполнить самостоятельно, без привлечения мастера.

Иногда в домах индивидуальной постройки можно наблюдать прогиб потолков второго этажа или, что можно встретить реже, пола на первом этаже. Возникает такое явление по причине неправильных расчетов либо превышения допустимой нагрузки. Как усилить деревянное перекрытие и вернуть несущую способность балок пола, то есть лаг, можно узнать из статьи.

Причины ослабления балок

Необходимость укрепления балок может возникнуть в ряде случаев:

естественный износ правильно установленного изделия;
повреждение балки вследствие ошибок при изготовлении и монтаже;
изменение назначения помещения, связанное с усилением нагрузки на перекрытия.

Рассмотрим данные причины подробнее. Итак, балка может прийти в неудовлетворительное состояние вследствие воздействия разных факторов, в том числе повышенного уровня влажности, резких температурных перепадов, в результате жизнедеятельности вредителей, а также простого физического износа с дальнейшим появлением трещин.

Не следует сбрасывать со счёта недобросовестность или некомпетентность строителей. Хозяин дома не в состоянии проверить качество и правильность установки элементов скрытого монтажа. Проблемы выявляются позже — уже в процессе эксплуатации помещения при ходьбе на верхнем этаже полы вибрируют или скрипят.

К основным ошибкам на этапе изготовления и монтажа балок относятся следующие:

применение недостаточно или неверно просушенной древесины. После высыхания таких балок они покрываются трещинами;
использование слишком тонкого бруса, что приводит к вибрации балок;
слишком большие пролёты между балками;
сборка балок из нескольких частей.

Если же идёт речь об изменении назначения помещения — к примеру, чердак планируется превратить в мансарду или жилой блок, то в данном случае нагрузки на перекрытие увеличатся. Очевидно, это потребует увеличения несущей способности балок.

Определить необходимость укрепления балок может неспециалист. Основным показателем при этом, кроме упомянутых вибраций или видимых повреждений, служит уровень прогиба, возникающего как под нагрузкой, так и под собственным весом балки. Прогиб может увеличиться после наращивания нагрузки — установки паркета на верхнем этаже или после завоза мебели. В таком случае балки начинают провисать, что не только чревато вибрацией перекрытий, но и может угрожать их обрушением.

Для чего нужны лаги

Лаги в каркасном доме
Лагами называются бруски, которые ложат на заранее подготовленную основу. Такой основой могут быть бетонная плита, столбики или балки. Изготавливают лаги из различных пород дерева. В сухих помещениях с низкой проходимостью кладется брус из ели или сосны. Если под перекрытием будет сырой грунт или эксплуатация комнаты связана с сыростью, то лучше положить брус из лиственницы. Независимо от того, на каком основании будет расположена обрешетка, нужно использовать гидроизоляцию. Лучше всего для этого подходит рубероид. Перед монтажом древесину нужно хорошо просушить и обработать антисептиком.

В некоторых случаях под чистовой облицовкой обустраивается обрешетка из металла, пластика или железобетонных столбиков. Какое принять решение, выбирать застройщику, ориентируясь на свои финансовые возможности и мастерство.

Укладка полов на лаги дает такие преимущества:

Увеличение толщины перекрытия, что уменьшит его теплопроводность, улучшит звукоизоляционные характеристики.
Между лагами можно поместить коммуникации, уложить теплоизоляционный материал. Это положительно скажется на комфортности и интерьере помещения.
Создание равномерной нагрузки на черновой пол, что увеличит срок его службы.
Получение идеально ровного основания для финишного покрытия.

При отсутствии бруса лаги можно сделать самостоятельно из досок. Несколько ламелей склеиваются и стягиваются шурупами. Подобные изделия отличаются повышенной прочностью и отсутствием деформации при перепадах влажности.

Наращивание площади сечения балки

Одним из самых популярных способов укрепления балок перекрытий является наращивание их сечения установкой дополнительных деревянных накладок. В основном этот способ применяется в случаях, когда материал балок становится рыхлым вследствие естественного старения или же в результате жизнедеятельности жуков-древоточцев.

Увеличение площади сечения достигается установкой накладок из дерева толщиной не менее 50 мм на ослабленном или повреждённом участке. Отдельные специалисты утверждают, что имеет смысл лишь увеличение сечения по горизонтальным сторонам, то есть сверху и снизу балки, а наращивание толщины изделия по ширине не даёт полезного эффекта.

Перед установкой накладок, как и в случае с другими работами по укреплению балок, следует обработать ослабленные участки противогрибковыми средствами. После противогрибковой обработки нужно снизить до минимума уровень прогиба при помощи домкратов. Непосредственно монтаж накладок эффективнее осуществлять по всей длине балки. Прикрепление осуществляется при помощи болтов или шпилек насквозь.

В качестве усиливающего элемента можно использовать не только дерево, но и металл. В таком случае используются швеллеры или металлические полосы. Последние менее надёжны, чем швеллер, и могут применяться только для усиления небольших участков повреждённых балок.

Усиление пролёта балки с помощью металлических накладок производится по такому же алгоритму, как и в случае накладок из дерева, однако при этом имеет некоторые особенности. В частности, перед установкой металлические накладки обрабатываются антикоррозийным составом. Кроме того, между металлическими и деревянными частями следует устроить гидроизоляционный слой.

Конструкция

Деревянный пол — самый старый и в то же время надежный способ покрытия. Прежде всего стоит разобраться с конструкцией покрытия из дерева, с тем, как оно устроено. Традиционная конструкция состоит из: деревянных балок перекрытия, лагов, половых досок и плинтуса.

Основной элемент — лаги. Они являют собой своего рода обрешетку, каркас, на который стелятся половые доски. Они нужны для того, чтобы финальная конструкция было крепкой и ровной. Любое нарушение в конструкции лаг скажется на качестве пола в целом.

Суть в том, что главная функция лаг — предоставить полу ровную поверхность. Они также способствуют проходу воздуха внутри конструкции настила. Это предотвращает гниение элементов из дерева.

Прутковые протезы

В случаях сильного повреждения участков балок практикуется удаление таких зон и установка на их место прутковых протезов, сделанных из стальной арматуры. Такой метод используется по большей мере при замене торцевых элементов, которые приходят в негодность чаще всего.

В роли протезов выступают обрезки арматуры сечением от 10 до 25 мм. Длина протеза выбирается с расчётом на то, что она должна быть больше на 10 %, чем двойная длина повреждённого участка балки. Есть и ограничение длины протеза — он может быть не более 1,2 м.

Перед выполнением работы следует подпереть участок, который будет укрепляться, стойкой для предотвращения возможного обрушения конструкции. Стойки и прогон опоры ставятся на расстоянии от одного до полутора метров от несущей стены. После такого временного укрепления перекрытие разбирается, а сгнивший участок балки спиливается.

Заготовка протеза заводится вертикально в перекрытие, после чего поворачивается в горизонтальную позицию. Конструкция в первую очередь надвигается на балку и затем — в нишу стены. Нужно учесть, что балки, восстановленные с применением протезов, прослужат ещё долгое время, однако прочность обновлённой конструкции, безусловно, будет ниже, чем в случае с новой балкой. Потому нагружать восстановленные балки следует по минимуму.

Армирование балок углеволокном

Помимо традиционных технологий при укреплении балок достаточно широко применяются инновационные решения, одним из которых является армирование конструкций углепластиками. Внимание: такой метод является единственно возможным способом укрепить балки в случае, если ввиду крайней стеснённости помещений или по каким-то другим причинам наращивание сечения конструкций невозможно или крайне затруднительно.

Несомненное преимущество укрепляющих элементов из углеволокна — это отсутствие необходимости оперировать с габаритными и тяжёлыми металлическими или деревянными компонентами, а также минимальная трудоёмкость работы в целом.

Современные углепластики, как и любые композитные материалы, характеризуются большой прочностью и малым весом. Укрепляющие элементы из углеволокна прекрасно справляются со значительными механическими нагрузками. Они выпускаются в разных модификациях — в виде лент, ткани, нитей, пластин или листов.

Армирование балки композитами осуществляется путём наклеивания на неё углеволокна в несколько слоёв. Прикрепляемые слои углепластика прикладываются к поверхности балки друг над другом и по всей её длине. Края наклеенных полос нужно перекрыть поперечными слоями. Наклеивание армирующих компонентов производится до тех пор, пока усиленная балка не станет достаточно жёсткой для того, чтобы противостоять нагрузкам. Монтаж осуществляется с применением эпоксидного клея. После застывания слой по прочностным характеристикам иногда не уступает металлу.

Выбор древесины

Под лаги могут использоваться нестроганные доски или брус из лиственных, хвойных пород.

Хвойные деревья дешевле, самые доступные — ель, сосна.

Брус из хвойных пород деревьев

Этот материал имеет достаточную прочность, но в большей степени, чем лиственные породы, подвержен разрушающим действиям влажной среды. Оправданным будет применение материала из хвои в отапливаемых сухих помещениях.

Основа для пола из лиственных пород дороже за счёт более высокой цены на материал. Но конструкция из такой древесины имеет хорошую биостойкость, значительно лучше противостоит процессам гниения.

Главный минус этого материала — невысокая прочность на изгиб, поэтому необходимо с осторожностью использовать лаги из лиственных деревьев при планируемых больших нагрузках на пол. Не рекомендуется применять мягколиственные виды дерева — липа и тополь.

Соединяет в себе все полезные для лаг свойства сибирская лиственница. Это хвойное дерево не боится влажности и имеет хорошую прочность, которая со временем только увеличивается. Даже при использовании стройматериалов из сибирской лиственницы в бане, конструкция прослужит несколько десятилетий, без потери эксплуатационных качеств.

Брус из сибирской лиственницы
Более высокие затраты на такой материал окупаются за счёт его долговечности.

Влажность древесины

Важный параметр используемой в строительстве древесины — это влажность. Она не должна превышать 20%, оптимальное значение — в пределах — 12%.

Существует несколько способов определения степени насыщения волокон дерева водой.

Что делать, если укрепление балок невозможно

Если балки перекрытий не повреждены, однако с трудом выдерживают нагрузку и прогибаются, а их укрепление проблематично или нецелесообразно, нужно рассмотреть вариант обустройства дополнительных балок или поставить подпорки под уже существующие. В этом случае несущая способность конструкций будет усилена перераспределением нагрузки на дополнительные балки или стойки. Последние, естественно, будут передавать нагрузку на перекрытия нижнего помещения.

Новые балки-дублёры точно так же, как и существующие, закрепляются в гнезде, обустроенном в несущей стене.

Установка же стоек — хоть и более простая задача, однако она зачастую сопряжена с дополнительным нежелательным эффектом — такие опоры могут загромождать пространство и мешать беспрепятственному проходу по помещению. Важна и визуальная составляющая — опоры желательно декорировать для того, чтобы они гармонично вписались в дизайн помещения.

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

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

Деревянные балки перекрытия - размеры и нагрузки

Сделали деревянное перекрытие в брусовом доме, а пол трясётся, прогибается, появился эффект «батута»; хотим делать деревянные балки перекрытия 7 метров; нужно перекрыть комнату длиной в 6, 8 метров так, чтобы не опирать лаги на промежуточные опоры; какой должна быть балка перекрытия на пролет 6 метров, дом из бруса; как быть, если хочется сделать свободную планировку – такие вопросы часто задаются форумчанами.

У меня дом примерно 10х10 метров. На перекрытие я «кинул» деревянные лаги, их длина - 5 метров, сечение - 200х50. Расстояние между лагами – 60 см. В процессе эксплуатации перекрытия выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а ты стоишь в другой, то по полу идёт достаточно сильная вибрация.

И подобный случай далеко не единственный.

Не могу понять, какие балки для межэтажных перекрытий нужны. У меня дом 12х12 метров, 2-х этажный. Первый этаж сложен из газобетона, второй этаж мансардный, деревянный, перекрыт брусом 6000х150х200мм, уложенным через каждые 80 см. Лаги положены на двутавр, который опирается на столб, установленный посередине первого этажа. Когда хожу по второму этажу, то чувствую тряску.

Балки на длинные пролеты должны выдерживать большие нагрузки, поэтому, чтобы возвести прочное и надёжное деревянное перекрытие с большим пролётом, их нужно тщательно рассчитать. В первую очередь, необходимо понять, какую нагрузку сможет выдержать деревянная лага того или иного сечения. И потом продумать, определив нагрузку для балки перекрытия, какие надо будет делать черновое и финишное покрытие пола; чем будет подшиваться потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилым чердаком над гаражом.

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
Эксплуатационную нагрузку. Эксплуатационная нагрузка может быть постоянной и временной.

При подсчёте эксплуатационной нагрузки учитывается масса людей, мебели, бытовых приборов и т.д. Нагрузка временно возрастает при приходе гостей, шумных торжествах, перестановке мебели, если её отодвинуть от стен в центр комнаты.

Поэтому при расчёте эксплуатационной нагрузки необходимо продумать всё – вплоть до того, какую мебель планируется ставить, и есть ли вероятность в будущем установки спортивного тренажёра, который тоже весит далеко не один килограмм.

За нагрузку, действующую на деревянные балки перекрытия большой длины, принимаются следующие значения (для чердачных и межэтажных перекрытий):

Чердачное перекрытие – 150 кг/кв.м. Где (по СНиП 2.01.07-85), с учётом коэффициента запаса – 50 кг/кв.м – это нагрузка от собственного веса перекрытия, а 100 кг/кв.м - нормативная нагрузка.

Если на чердаке планируется хранить вещи, материалы и прочие, необходимые в быту предметы, то нагрузка принимается равной 250 кг/кв.м.

Для междуэтажных перекрытий и перекрытий мансардного этажа общая нагрузка берётся из расчёта 350-400 кг/кв.м.

Перекрытия досками 200 на 50 и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами.

Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят.

Деревянная балка более 6 метров: тонкости

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

50х200 - перекрытие для проема 4 и 5 метров.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые таблицы, представленные гуру нашего форума с ником Roracotta.

Я потратил несколько вечеров, чтобы сделать таблицы, которые будут понятны даже начинающему строителю:

Таблица 1. В ней представлены данные, которые отвечают минимальным требованиям по нагрузке для полов второго этажа – 147кг/кв.м.

Примечание: так как таблицы основаны на американских нормативах, а размеры пиломатериалов за океаном несколько отличаются от сечений, принятых в нашей стране, то применять в расчётах нужно графу, выделенную жёлтым цветом.

Таблица 2. Здесь приведены данные по усреднённой нагрузке для полов первого и второго этажей – 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные под расчётную увеличенную нагрузку в 365 кг/кв.м.

Как высчитать расстояние между двутавровыми балками

Если внимательно ознакомится с представленными выше таблицами, то становится понятно, что с увеличением длины пролёта, в первую очередь, необходимо делать увеличение высоты лаги, а не её ширины.

Менять жёсткость и прочность лаг в сторону увеличения можно, увеличив её высоту и сделав «полки». То есть – делается деревянная двутавровая балка.

Самостоятельное изготовление деревянной клееной балки

Одно из решений для перекрытия пролётов большой длины – это использование в перекрытиях деревянной балки. Рассмотрим пролет 6 метров – какие балки смогут выдержать большую нагрузку.

По виду поперечного сечения длинная балка может быть:

прямоугольной;
двутавровой;
коробчатой.

Среди самостройщиков нет единого мнения, какое сечение лучше. Если не брать в расчёт покупные изделия (двутавры заводского изготовления), то на первое место выходит простота изготовления в «полевых условиях», без использования дорогостоящего оборудования и оснастки.

Если посмотреть на поперечный срез любого металлического двутавра, то видно, что от 85% до 90% массы металла сосредоточено в «полках». На связующую стенку приходится не более 10-15% металла. Это сделано на основе расчёта.

Какую доску использовать для балок

Фанера к полкам прибивается гвоздями или прикручивается саморезами (только не чёрными, они не работают на срез) и обязательно сажается на клей.

Если установить такой двутавр на шестиметровый пролет с шагом 60 см, то она выдержит большую нагрузку. Дополнительно двутавровая балка для потолка в 6 метров может быть проложена утеплителем.

Также, используя подобный принцип, можно соединить две длинных доски, собрав их в «пакет», и затем поставить их друг на друга на ребро (взять доски в 150х50 или 200х50), в итоге сечение балки составит 300х100 или 400х100 мм. Доски сажаются на клей и стягиваются шпильками или сажаются на глухари/шканты. К боковым поверхностям такой балки также можно прикрутить или прибить фанеру, предварительно смазав её клеем.

Также интересен опыт форумчанина под ником Тарас174, который решил самостоятельно изготовить клееную двутавровую балку, чтобы перекрыть пролёт в 8 метров.

Для этого форумчанин приобрёл листы ОСП толщиной 12 мм, нарезал их по длине на пять равных частей. Затем купил доску 150х50 мм, длиной 8 метров. Фрезой «ласточкин хвост» выбрал посередине доски паз глубиной 12 мм и шириной 14 мм – так, чтобы получилась трапеция с расширением книзу. ОСП в пазы Тарас174 вклеивал при помощи полиэфирной смолы (эпоксидки), предварительно «пристрелив» степлером к торцу плиты полоску стекловолокна шириной 5 мм. Это, по мнению форумчанина, усилило бы конструкцию. Для ускорения просушки склеенный участок прогревали обогревателем.

На первой балке я тренировался «набивал руку». Вторую сделал за 1 рабочий день. По стоимости, с учётом всех материалов, включаю цельную доску в 8 метров, стоимость балки составляет 2000 руб. за 1 шт.

Несмотря на положительный опыт, подобный «самострой» не избежал нескольких критических замечаний, высказанных нашими экспертами. А именно:

Недопустимо использовать в клееных конструкциях свежеспиленную и непросушенную доску, т.к. невозможно предугадать, как поведёт себя такая балка в долгосрочной перспективе.
Нельзя использовать в качестве клея эпоксидную смолу.

Эпоксидные смолы имеют слабую адгезию к древесине. Также уходит много времени, пока они затвердеют. Несущие конструкции клеятся на меламине, резорцине или полиуретане. Эти клеи не только не горят, но и являются термореактивными. Т.е., чем выше температура, тем крепче становится соединение.

Фрезеровка паза под установку ОСП. Балки заводского изготовления фрезеруются так, что паз получается зауженным книзу – т.н. клин. Лист ОСП вклеивается в «полку» в натяг. Это увеличивает плотность прилегания плиты и дерева.
Нетехнологичность работ, что приводит как к увеличению времени на изготовление одной балки, так и её конечной себестоимости.

Для изготовления балки не нужно использовать стеклоткань, прогревать клеевой шов. Всё просто: фрезеруем паз, наносим меламиновый клей, вставляем в паз ОСП, зажимаем струбциной и забиваем под 45 градусов гвоздь. Отступаем на 20 см и повторяем операцию. Гвоздь выполняет функцию временного фиксатора. На всё про всё уходит 2 часа. А через шесть часов балку можно уже устанавливать.

Несмотря на отступление от традиционной технологии, двутавровая балка, изготовленная форумчанином, подверглась серьёзному испытанию на прочность клеевого шва и выдержала его.

Вот испытание, которому подверглись деревянные балки перекрытия 7 метров:

Я закрепил концы балки на двух опорах на семи метровом расстоянии и нагрузил её грузом общей массой более полутонны. Было слышно, как сначала потрескивает шов, но потом звук прекратился. Балка (от горизонтали) прогнулась всего на 20-24 мм.

В реальных условиях одна балка не подвергнется такой сосредоточенной в одном месте нагрузке, поэтому самостоятельный опыт изготовления двутавра можно признать удачным. По мнению форумчанина, это оптимальный вариант, чтобы перекрыть расстояние более 6 метров и сделать свободную планировку в доме. Тем более, что, не смотря на «металлическую прочность» такой конструкции, поднять и смонтировать ее можно и одному человеку.

На FORUMHOUSE вы сможете узнать, в каких случаях и как можно сделать металлические балки перекрытия для пролета 4 метра и 6 метров, и в чем особенности стальной конструкции.

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Читайте также: