- Вимоги до міжповерховим перекриттях
- Типи міжповерхових перекриттів
- Види кріплень і з'єднань дерев'яних балок
- Про дерев'яних балках перекриття
- Розрахунок несучих балок
- розрахунок навантажень
- Розрахунок допустимого прогину
Якщо проектується будівництво двоповерхового або одноповерхового будинку, але з підвалом або горищем, необхідно правильно розрахувати і звести міжповерхові перекриття. Розглянемо етапи і нюанси виконання перекриття по дерев'яних балках і виконаємо розрахунок перетинів балок, що забезпечують достатню міцність.
Пристрій міжповерхових перекриттів потребує особливої уваги, адже виконані «на око», вони можуть не витримати припадають на них навантажень і обрушитися, або зажадати зайвих, мотивованих витрат. Тому потрібно всебічно обміркувати і розрахувати один або кілька можливих варіантів. Остаточне рішення можна прийняти, порівнявши вартість або доступність придбання матеріалів.
Вимоги до міжповерховим перекриттях
Міжповерхові перекриття зобов'язані витримувати постійні і змінні навантаження, тобто крім власної ваги витримувати вагу меблів і людей. Вони повинні бути досить жорсткими і не допускати перевищення максимального прогину, забезпечувати достатню шумо- і теплоізоляцію.
Перед роботою радимо ознайомитися з матеріалами, викладеними в СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011), там багато корисної інформації.
Питомі навантаження від меблів і людей для житлового приміщення приймаються згідно з нормами. Однак якщо планується установка чогось масивного, наприклад, акваріума на 1000 л або каміна з натурального каменю, це обов'язково потрібно враховувати.
Жорсткість балок визначається розрахунком і виражається в допустимому вигині на довжину прольоту. Допустимий вигин залежить від виду перекриття і матеріалу покриття. Основні граничні прогини, що визначаються СНиП, наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
Елементи конструкцій Граничні прогини в частках прольоту, не більше 1. Балки міжповерхових перекриттів 1/250 2. Балки горищних перекриттів 1/200 3. Покриття (крім розжолобків): а) прогони, кроквяні ноги 1/200 б) балки консольні 1/150 в) ферми, клеєні балки (крім консольних) 1/300 г) плити 1/250 д) обрешітки, настили 1/150 4. Несучі елементи розжолобків 1/400 5. Панелі та елементи фахверх 1/250 Примітки:
1. При наявності штукатурки прогин елементів перекриттів тільки від тривалої тимчасової навантаження не повинен перевищувати 1/350 прольоту.
2. При наявності будівельного підйому граничний прогин клеєних балок допускається збільшувати до 1/200 прольоту.
Врахуйте, що підлогове покриття у вигляді керамічної плитки або бетонної стяжки, схильної до розтріскування, можуть ще більше посилити вимоги щодо допустимого прогину, особливо при досить довгих прольотах.
Щоб знизити навантаження на балки, слід при можливості розташовувати їх паралельно коротким стінах, з однаковим кроком. Максимальна довжина прольоту при перекритті їх дерев'яними балками - 6 м.
Типи міжповерхових перекриттів
За призначенням перекриття діляться на:
- міжповерхові;
- горищні;
- підвальні (цокольні).
Особливості їх конструкції полягають в допустимих навантаженнях і пристрої паро- та теплоізоляції. Якщо горище не призначений для проживання або зберігання масивних предметів, змінні навантаження при розрахунку прогину можна зменшити до 50-100 кг / м2.
Теплоізоляція між двома житловими поверхами може здатися зайвою, але шумоізоляція для більшості бажаний параметр, а досягається це, як правило, одними і тими ж матеріалами. Слід брати до уваги, що горищні та підвальні перекриття потребують більш товстому шарі теплоізоляційного матеріалу. Плівковий матеріал для пароізоляції в горищному перекритті повинен бути розташований під шаром утеплювача, а в підвальному - над ним. Для профілактики виникнення вогкості і поразки конструкцій грибком, все приміщення повинні бути обладнані вентиляцією.
Варіанти перекриттів: 1 - дощатий щит; 2 - пароізоляція; 3 - теплоізоляція; 4 - розріджений настил; 5 - дошки; 6 - покриття для підлоги
Конструкція перекриттів також може бути різною:
- з відкритими і прихованими балками;
- з різними типами несучих балок;
- з різними матеріалами заповнення і обшивки перекриття.
Приховані балки зашиті по обидва боки і не видно. Відкриті - виступають зі стелі і служать елементами декору.
На малюнку нижче показано, який може бути структура перекриття мансардного поверху з щитовим накатом і з підшивкою з дощок.
а - з щитовим накатом; б - з підшивкою з дощок; 1 - дощату підлогу; 2 - поліетиленова плівка; 3 - утеплювач; 4 - пароізоляція; 5 - дерев'яні балки; 6 - черепні бруски; 7 - щитової накат; 8 - обробка; 9 - підшивка з дощок
Види кріплень і з'єднань дерев'яних балок
Залежно від конструкції і матеріалу несучих стін дерев'яні балки кріпляться:
- в передбачені в цегляній або блокової кладці гнізда, заглубив брус або колода не менше 150 мм, а дошку не менше 100 мм;
- на передбачені в цегляній або блокової кладці полички (уступи). Застосовується в разі, якщо товщина стіни другого поверху менше, ніж першого;
- в вирізані пази в дерев'яних стінах на глибину не менше 70 мм;
- до бруса верхньої обв'язки каркасного будинку;
- до металевих опор-кронштейнів, закріпленим на стінах.
1 - опора на цегляну стіну; 2 - розчин; 3 - анкер; 4 - ізоляція толем; 5 - дерев'яна балка; 6 - опора на дерев'яну стіну; 7 - болт
Якщо довжини балки не вистачає, можна її подовжити, з'єднавши (зростися) по довжині одним з відомих способів за допомогою дерев'яних штирів і столярного клею. При виборі типу з'єднання керуйтеся напрямком прикладання навантаження. Клеєні бруси бажано посилити металевими накладками.
а - стиснення; б - розтягнення; в - вигин
Про дерев'яних балках перекриття
У будівництві використовують балки прямокутного, круглого або частково круглого перетину. Найбільш надійними є пиломатеріали прямокутного перетину, а решта застосовують в умовах відсутності бруса або з міркувань економії, при наявності таких матеріалів в господарстві. Ще більшою міцністю володіють клеєні матеріали з деревини. Балки з клеєного бруса або двутавра можуть встановлюватися на прольоти до 12 м.
Найдешевший і затребуваний вид деревини - сосна, але використовують також і інші породи хвойних - модрину, ялину. З ялини роблять перекриття в дачних, невеликих будиночках. Модрина хороша для будівництва приміщень з підвищеною вологістю (лазня, басейн в будинку).
Відрізняються матеріали також сортностью, яка впливає на несучу здатність балок. Сорт 1, 2 і 3 (див. ГОСТ 8486-86) підходять для балок перекриття, але 1 сорт для такої конструкції може бути надто дорогим, а 3 сорт краще використовувати на невеликих прольотах.
Розрахунок несучих балок
Для визначення перетину і кроку балок необхідно розрахувати навантаження на перекриття. Збір навантажень виконують за методикою і з урахуванням коефіцієнтів, викладених в СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2011).
розрахунок навантажень
Загальне навантаження розраховується підсумовуванням постійної і змінної навантаження, визначених з урахуванням нормативних коефіцієнтів. При практичних розрахунках спочатку задаються певною конструкцією, що включає і попередню розкладку балок певного перерізу, а потім коригують, виходячи з отриманих результатів. Так що на першому етапі виконайте ескіз всіх шарів «пирога» перекриття.
1. Власна питома маса перекриття
Питома маса перекриття складається зі складових її матеріалів і ділиться на горизонтальну сумарну довжину балок перекриття. Для розрахунку маси кожного елемента потрібно розрахувати обсяг і помножити на щільність матеріалу. Для цього скористайтеся таблицею 2.
Таблиця 2
Найменування матеріалу Щільність або насипна щільність, кг / м3 Азбоцементний лист 750 Базальтова вата (мінеральна) 50-200 (від ступеня ущільнення) Береза 620-650 Бетон 2400 Бітум 1400 Гіпсокартон 500-800 Глина 1500 ДСП 1000 Дуб 655-810 Ель 420-450 залізобетон 2500 Керамзит 200-1000 (від коефіцієнта спінювання) Керамзитобетон 1800 Цегла повнотіла 1800 Лінолеум 1600 Тирса 70-270 (від фракції, породи дерева і вологості) Паркет, 17 мм, дуб 22 кг / м2 Паркет, 20 мм, щитової 14 кг / м2 Пінобетон 300-1000 Пінопласт 60 Плитка керамічна 18 кг / м2 Руберойд 600 Сітка дротяна 1,9-2,35 кг / м2 Сосна 480- 520 Сталь вуглецева 7850 Скло 2500 Скловата 350-400 Фанера клеєна 600 Шлакоблок 400-600 Штукатурка 350-800 (від складу)
Для деревних матеріалів і відходів щільність залежить від вологості. Чим вище вологість - тим важче матеріал.
До постійних навантажень відносяться і перегородки (стіни), питома вага яких приймається орієнтовно 50 кг / м2.
2. Змінна навантаження
Обстановка кімнати, люди, тварини - все це змінне навантаження на перекриття. Згідно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для житлових приміщень нормативна розподілене навантаження становить 150 кг / м2.
3. Сумарне навантаження
Сумарне навантаження не визначається простим додаванням, необхідно прийняти коефіцієнт надійності, який у тій самій СНиП (п. 8.2.2) становить:
- 1,2 - при питомій масі менше 200 кг / м2;
- 1,3 - при питомій масі більше 200 кг / м2.
4. Приклад розрахунку
Як приклад візьмемо кімнату довжиною 5 і шириною 3 м. Через кожні 600 мм довжини покладемо балки (9 шт.) З сосни перетином 150х100 мм. Перекриємо балки дошкою товщиною 40 мм і настелити лінолеум товщиною 5 мм. З боку першого поверху зашьyoм балки фанерою товщиною 10 мм, а всередині перекриття укладемо шар мінеральної вати товщиною 120 мм. Перегородки відсутні.
1 - балка; 2 - дошка; 3 - утеплений лінолеум 5 мм
Розрахунок постійної питомого навантаження на площу кімнати (5 х 3 = 15 м2) наведено в таблиці 3.
Таблиця 3
Матеріал Об'єм, м3 Щільність, кг / м3 Маса, кг Питома навантаження, кг / м2 Брус (сосна) 9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455 500 222,75 14,85 Дошка (сосна) 15 х 0,04 = 0,6 500 300 20,0 Фанера 15 х 0,01 = 0,15 600 90 6,0 Лінолеум 15 х 0,005 = 0,075 1600 120 8,0 Минвата 15 х 0,12-0,405 = 1,395 100 139,5 9,3 Разом: 58,15 З урахуванням k = 1,2 70
Змінне навантаження - 150 х 1,2 = 180 кг / м2.
Загальне навантаження - 70 + 180 = 250 кг / м2.
Розрахункове навантаження на балку (qр) - 250 х 0,6 м = 150 кг / м (1,5 кг / см).
Розрахунок допустимого прогину
Приймаємо допустимий прогин міжповерхового перекриття - L / 250, т. Е. Для триметрового прольоту максимальний прогин не повинен перевищувати 330/250 = 1,32 см.
Так як балка обома кінцями лежить на опорі, розрахунок максимального прогину ведеться за формулою:
- h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)
де:
- qр - розрахункове навантаження на балку, qр = 1,5 кг / см;
- L - довжина балки, L = 330 см;
- Е - модуль пружності, Е = 100 000 кг / см2 (для деревини уздовж волокон по СНиП);
- J - момент інерції, для бруса прямокутного перерізу J = 10 х 153/12 = 2812,5 см4.
Для нашого прикладу:
- h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см
Отриманий результат в порівнянні з допустимим прогином має 60% запас, що видається надмірним. Отже, відстань між балками можна збільшити, знизивши їх кількість і повторити розрахунок.
На закінчення пропонуємо подивитися відео про розрахунок перекриття по дерев'яних балках за допомогою спеціальної програми:
рмнт.ру
27.03.17