Расчет деревянного перекрытия

Плюсы и минусы установки лаг

В монтаже напольного покрытия на лаги есть ряд преимуществ:

  1. В имеющееся между ними пространство можно уложить не только теплоизоляционные материалы, но и провода и трубы инженерных систем.
  2. Стоимость брусков невысокая, а установка лаг для пола выполняется достаточно просто, установить их при желании может каждый домашний умелец.
  3. Опорная конструкция из них способна выдерживать 5-тонную нагрузку на каждый «квадрат».
  4. Нередко при необходимости отреставрировать пол достаточно бывает произвести ремонт лаг. При этом перестилать напольное покрытие не требуется.
  5. Нагрузка, оказываемая на перекрытие здания, меньше, чем при обустройстве цементной стяжки, поскольку конструкция весит немного.
  6. Благодаря использованию брусков, можно вывести расположение плоскости пола на любую высоту.
  7. После того, как смонтирована конструкция, проводить дополнительные работы не потребуется. К укладке напольных изделий приступают сразу же.

Пол, смонтированный на лагах, имеет также и недостатки:

  1. Уменьшается высота помещения на несколько сантиметров.
  2. Трудоемкая технология выполнения работ. Элементы конструкции сложно разметить и установить.

Линейные размеры деревянных балок

Ширина и длина лаг для пола – это их главные параметры, которые учитывают при выборе материала для сооружения деревянного каркаса:

Определение ширины. В процессе проведения монтажных работ прямоугольной формы бруски укладывают на ребро с целью придания деревянной конструкции требуемой жесткости. При этом, когда изготавливают лаги для пола — размер бруса должен быть следующим: ширина в 2 раза меньше высоты.

Определение длины. Данный параметр напрямую зависим от площади основания. Правда, когда подбирают лаги для пола – размер определяют, учитывая технологические зазоры, поскольку расстояние между балками и стеной должно составлять около 5 сантиметров.

Зазоры необходимы для того, чтобы не допустить значительной деформации конструкции в случае температурного расширения древесины. Максимальная длина лаги без опоры в зависимости от направления монтажа пола должна соответствовать либо ширине, либо длине комнаты.

Поскольку толщина лаг для деревянного пола напрямую зависит от величины пролетов между опорами, отсюда существует прямая зависимость между шагом лаг и толщиной бруса. Это означает, что, чем толще брусок, тем шире шаг.

Расчет отдельных параметров лаг

Чтобы выполнить расчет лаг пола, учитывают их основные параметры. При этом нужно помнить, что располагаться они должны в 1,5-2 раза выше высоты монтажа настила – в противном случае забитый гвоздь не сможет удерживать половицы.

Когда осуществляют расчет лаг, то при 50 — миллиметровой толщине доски, высота брусков должна равняться 100 миллиметрам (прочитайте также: «Какая толщина половой доски подойдёт для пола»). Если черновой настил делается из фанеры или других листовых материалов толщиной 20 миллиметров, можно использовать более низкие бруски (30-40 миллиметров).

Изготавливать деревянные лаги необходимо из древесины хвойных пород, при этом влажность заготовок не может превышать 20%. Сечение лаг для пола должно иметь прямоугольную форму. Для их выпиливания берут доски, имеющие толщину 50-60 миллиметров.

Подготовленные лаги следует укладывать с шагом 40-70 сантиметров поперек светового потока, идущего из окон. Если известны размеры комнат и шаг укладки, будет несложно выполнить расчет лаг перекрытия и количество требуемых элементов. Деревянные бруски перед монтажом следует два раза обработать антисептиком, который заменить можно горячим битумом.

При выборе высоты лаг во внимание принимают толщину слоя теплоизоляции. Обычно из материалов для утепления выбирают минеральную вату, производимую в плитах, толщина которых равна 5 сантиметрам. Аналогичным должен быть такой размер лаг для деревянного пола как высота.

При укладке теплоизоляции в два слоя, потребуются 100-миллиметровая высота лаг. Шаг монтажа напрямую зависит от толщины материала, используемого для укладки чернового пола. Чем настил тоньше, тем чаще нужно устанавливать лаги. Например, если для подложки под чистовой пол задействуют 12-миллиметровую фанеру, то шаг укладки должен быть около 30 сантиметров.

Обычно черновой пол создают из шпунтованной доски – еловой, пихтовой или сосновой. Для чистового напольного покрытия их не используют, поскольку хвойная древесина мягкая – на ее поверхности оставляют след женские каблуки. Сверху монтируют пол из ламината или другого материала для финишной отделки. При шаге лаг, равном 50 сантиметрам, рекомендуемая толщина досок – не менее 35 миллиметров.

Нужно понимать, что зависит расстояние между лагами от толщины доски, это необходимо учитывать заранее. Например, при таком параметре досок как 20, 24, 30,50 миллиметров, промежуток соответственно должен составлять 300, 400, 500,1000 миллиметров.

Изготовление лаг выполняют не только из древесины. Их также производят из железобетона, металла и различных полимеров. Наиболее высокой прочностью отличаются железобетонные изделия, которые обычно задействуют при возведении загородного дома. Лаги из других материалов используют при ремонте пола.

Когда основой для обустройства пола выбраны деревянные балки, лаги крепят саморезами. Размер крепежных элементов должен быть больше, чем толщина брусков в 2 раза. Преимущество такого метода заключается в том, что для регулировки высоты расположения лаг не требуется дополнительно применять специальные подкладки.

Советы по монтажу лаг

Начинают укладку брусков от противоположных стен, отступив от них 20-30 сантиметров.

Для контроля над горизонтальностью монтажа задействуют уровень. Между брусками натягивают леску или капроновую нить. Согласно ей монтируют остальные лаги.

При проведении расчетов не следует забывать о том, что они уменьшают высоту комнат не менее, чем на 10 сантиметров.

Элементы чернового пола (листы или доски) необходимо прикреплять к каждой из лаг.

Вместо бруса с определенным размером сечения можно задействовать попарно соединенные между собой доски, которые достигают нужного параметра в поперечнике.

При наличии бетонной основы лаги к ней крепят оцинкованными металлическими уголками, для фиксации которых берут дюбеля и саморезы. Уголки иногда заменяют приспособлениями П-образной формы.

При необходимости для достижения требуемой длины лаг, деревянные бруски стыкуют между собой. Под местом, где они соединяются, монтируют надежную опору, которой может быть, например, кирпичный столб. Для его постройки выкапывают ямку 10-сантиметровой глубины, засыпают ее песком и сверху поливают водой. Поверх песчаной подушки укладывают слой полиэтилена и помещают на него цементно-песчаную смесь. После этого из красного кирпича сооружают столбики.

Виды балок

Для строительства различных сооружений применяются балки из прочных и долговечных материалов. Такие конструкции могут отличаться по длине, форме и сечению. Чаще всего используются деревянные и металлические конструкции. Для расчетной схемы прогиба большое значение имеет материал элемента. Особенность расчета прогиба балки в данном случае будет зависеть от однородности и структуры ее материала.

Деревянные

Для постройки частных домов, дач и другого индивидуального строительства чаще всего используются деревянные балки. Деревянные конструкции, работающие на изгиб, могут использоваться для потолочных и напольных перекрытий.

Деревянные перекрытия

Для расчета максимального прогиба следует учитывать:

  1. Материал. Различные породы дерева обладают разным показателем прочности, твердости и гибкости.
  2. Форма поперечного сечения и другие геометрические характеристики.
  3. Различные виды нагрузки на материал.

Допустимый прогиб балки учитывает максимальный реальный прогиб, а также возможные дополнительные эксплуатационные нагрузки.

Конструкции из древесины хвойных пород

Стальные

Металлические балки отличаются сложным или даже составным сечением и чаще всего изготавливаются из нескольких видов металла. При расчете таких конструкций требуется учитывать не только их жесткость, но и прочность соединений.

Стальные перекрытия

Металлические конструкции изготавливаются путем соединения нескольких видов металлопроката, используя при этом такие виды соединений:

  • электросварка;
  • заклепки;
  • болты, винты и другие виды резьбовых соединений.

Стальные балки чаще всего применяются для многоэтажных домов и других видов строительства, где требуется высокая прочность конструкции. В данном случае при использовании качественных соединений гарантируется равномерно распределенная нагрузка на балку.

Для проведения расчета балки на прогиб может помочь видео:

Прочность и жесткость балки

Чтобы обеспечить прочность, долговечность и безопасность конструкции, необходимо выполнять вычисление величины прогиба балок еще на этапе проектирования сооружения. Поэтому крайне важно знать максимальный прогиб балки, формула которого поможет составить заключение о вероятности применения определенной строительной конструкции.

Использование расчетной схемы жесткости позволяет определить максимальные изменения геометрия детали. Расчет конструкции по опытным формулам не всегда эффективен. Рекомендуется использовать дополнительные коэффициенты, позволяющие добавить необходимый запас прочности. Не оставлять дополнительный запас прочности – одна из основных ошибок строительства, которая приводит к невозможности эксплуатации здания или даже тяжелым последствиям.

Существует два основных метода расчета прочности и жесткости:

  1. Простой. При использовании данного метода применяется увеличительный коэффициент.
  2. Точный. Данный метод включает в себя использование не только коэффициентов для запаса прочности, но и дополнительные вычисления пограничного состояния.

Последний метод является наиболее точным и достоверным, ведь именно он помогает определить, какую именно нагрузку сможет выдержать балка.

Расчет балок на прогиб

Расчет на жесткость

Для расчета прочности балки на изгиб применяется формула:

Где:

M – максимальный момент, который возникает в балке;

Wn,min – момент сопротивления сечения, который является табличной величиной или определяется отдельно для каждого вида профиля.

Ry является расчетным сопротивлением стали при изгибе. Зависит от вида стали.

γc представляет собой коэффициент условий работы, который является табличной величиной.

Расчет жесткости или величины прогиба балки является достаточно простым, поэтому расчеты может выполнить даже неопытный строитель. Однако для точного определения максимального прогиба необходимо выполнить следующие действия:

  1. Составление расчетной схемы объекта.
  2. Расчет размеров балки и ее сечения.
  3. Вычисление максимальной нагрузки, которая воздействует на балку.
  4. Определение точки приложения максимальной нагрузки.
  5. Дополнительно балка может быть проверена на прочность по максимальному изгибающему моменту.
  6. Вычисление значения жесткости или максимально прогиба балки.

Чтобы составить расчетную схему, потребуются такие данные:

  • размеры балки, длину консолей и пролет между ними;
  • размер и форму поперечного сечения;
  • особенности нагрузки на конструкцию и точно ее приложения;
  • материал и его свойства.

Если производится расчет двухопорной балки, то одна опора считается жесткой, а вторая – шарнирной.

Пример подсчета прогиба

Чтобы понять процесс расчета жесткости балки и ее максимального прогиба, можно использовать простой пример проведения расчетов. Данный расчет проводится для балки с такими характеристиками:

  • материал изготовления – древесина;
  • плотность составляет 600 кг/м3;
  • длина составляет 4 м;
  • сечение материала составляет 150*200 мм;
  • масса перекрывающих элементов составляет 60 кг/м²;
  • максимальная нагрузка конструкции составляет 249 кг/м;
  • упругость материала составляет 100 000 кгс/ м²;
  • J равно 10 кг*м².

Для вычисления максимальной допустимой нагрузки учитывается вес балки, перекрытий и опор. Рекомендуется также учесть вес мебели, приборов, отделки, людей и других тяжелых вещей, который также будут оказывать воздействие на конструкцию. Для расчета потребуются такие данные:

  • вес одного метра балки;
  • вес м2 перекрытия;
  • расстояние, которое оставляется между балками;
  • временная нагрузка;
  • нагрузка от перегородок на перекрытие.

Чтобы упросить расчет данного примера, можно принять массу перекрытия за 60 кг/м², нагрузку на каждое перекрытие за 250 кг/м², нагрузки на перегородки 75 кг/м², а вес метра балки равным 18 кг. При расстоянии между балками в 60 см, коэффициент k будет равен 0,6.

Если подставить все эти значения в формулу, то получится:

q = ( 60 + 250 + 75 ) * 0,6 + 18 = 249 кг/м.

Для расчета изгибающего момента следует воспользоваться формулой f = (5 / 384) * £ .

Подставив в нее данные, получается f = (5 / 384) * = (5 / 384) * = 0,13020833 * = 0,13020833 * (6 3744 / 10 000 000) = 0,13020833 * 0,0000063744 = 0,00083 м = 0,83 см.

Именно это и является показателем прогиба при воздействии на балку максимальной нагрузки. Данные расчеты показывают, что при действии на нее максимальной нагрузки, она прогнется на 0,83 см. Если данный показатель меньше 1, то ее использование при указанных нагрузках допускается.

Использование таких вычислений является универсальным способом вычисления жесткости конструкции и величины их прогибания. Самостоятельно вычислить данные величины достаточно легко. Достаточно знать необходимые формулы, а также высчитать величины. Некоторые данные необходимо взять в таблице. При проведении вычислений крайне важно уделять внимание единицам измерения. Если в формуле величина стоит в метрах, то ее нужно перевести в такой вид. Такие простые ошибки могут сделать расчеты бесполезными. Для вычисления жесткости и максимального прогиба балки достаточно знать основные характеристики и размеры материала. Эти данные следует подставить в несколько простых формул.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *