Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и монтаж

Долгосрочность и прочность крыши зависит от качества конструкционных элементов (мауэрлата, стропильных ног, обрешетки и конькового прогона и др.). А также насколько грамотно и надежно они соединены между собой. Важно разобраться, из чего состоит стропильная система, какие способы крепления существуют, знать их плюсы и минусы. При возведении необходимо сделать правильные расчеты по нагрузке на основание, смонтировать и закрепить кровельные узлы согласно выбранному типу фермы.

Конструкция стропильной системы

Система стропил является своеобразным каркасом крыши. Все узлы и элементы должны обладать достаточной жесткостью для выдерживания нагрузки при распоре и сдвиге. Конструкционные элементы изготавливают из дерева, чтобы кровля имела легкий вес. Материал необходим качественный, с небольшим числом трещин и сучков. Для мауэрлата, прогона и подушек берут сорта твердых пород дерева.

В систему стропил входят следующие элементы:

  • Мауэрлат – своего рода фундамент кровли, служащий опорой. Благодаря ему вес одинаково распределяется по периметру постройки. Это толстая балка, прикрепленная к стене, уложенная строго параллельно балке конька.
  • Ноги стропил. Определяют внешний вид верха дома и уклон крыши.
  • Коньковый прогон. Это брус, положенный в горизонтальном положении, на котором закрепляют стропила.
  • Боковой прогон. Аналогичен коньковому, но фиксируется по центру стропильных ног на скате.
  • Затяжка. Соединяет крайние стропила, чтобы они не расходились.
  • Подкос (ноги под стропами). Состыковывается с лежнем и стропильной ногой, что делает его более стойким.
  • Лежень. Устроенный поверху внутренней стены постройки, параллельно коньку, брус. Служит для установки подкоса и стойки.
  • Конек крыши. В этом месте соединяются скаты кровли, набивается сплошная обрешетка для повышения прочности.
  • Свес. Часть крыши, ограждающая стены от контакта с большим объемом атмосферных осадков.
  • Кобылки. Устанавливаются для увеличения длины стропил, если их не хватает при монтаже свесов.
  • Обрешетка. Сплошная или из реек, служащая основой для кровельного материала.

Важно выбрать подходящие методы соединения участков системы, качественно их соединить с общей кровлей для стойкости к расчетной нагрузке.

В каких случаях требуется крепление к стропилам

Необходимость прикрепить стропильные ноги к балкам перекрытия может возникнуть в следующих случаях:

  • Нужно увеличить площадь чердака. В такой ситуации укладывают перекрытия с выносом за пределы стен. Подобная потребность обычно возникает при строительстве мансардных крыш, которые планируется использовать в качестве жилых помещений. Также вынос перекрытия за пределы стен может потребоваться при строительстве дома с террасой или верандой, расположенной под одной крышей с домом;

Вынос перекрытия за пределы стен позволяет увеличить площадь мансарды

  • Необходимо разгрузить стропило. В этом случае стропильная нога крепится обычно к мауэрлату, но для ее разгрузки используется подстропильная нога или стойка (иногда стойки и подстропильные ноги применяются одновременно). Они передают нагрузку от ската перекрытию.

Крепление балок перекрытия к стене, если на них укладываются стропила, осуществляется так же, как крепление мауэрлата — они просверливаются и фиксируются анкерами. Если же стены деревянные, для фиксации могут использоваться уголки и саморезы.

Читайте также:  Опирание монолитной плиты на кирпичную стену

Закрепить балки на деревянных стенах можно стальными уголками

Далее рассмотрим оба варианта крепления.

Опора на балки перекрытия

При обустройстве балок перекрытия необходимо учитывать тот факт, что такая конструкция, как вальмовая крыша (с возведенной стропильной системой и кровельным материалом) может создать достаточно серьезные точечные нагрузки на несущие стены дома.

Если расчет нагрузок не выполнен, или выполнен неверно, результатом возведения крыши в домах с кирпичными стенами может стать их растрескивание. Для того чтобы избежать подобных ситуаций на стены дома необходимо уложить мауэрлат. Брусья для его устройства выбираются сечением не менее 150х150мм. Такой дополнительный страховочный элемент, к которому надежно закрепляются балки перекрытия, а затем и сама крыша, гарантирует, что стены не начнут разрушаться под действием высоких нагрузок со стороны кровли. Мауэрлат возьмет на себя часть точечных нагрузок, равномерно распределив их по всему периметру.

В тех случаях, когда площадь дома велика и обустраивается вальмовая крыша с жилой мансардой, разгрузить кровельную нагрузку на стены поможет армированный пояс. Он выкладывается в верхних частях несущих стен, а уж затем на них ложиться мауэрлат и балки перекрытия.

Усиление деревянных балок перекрытия металлическим уголком. Процесс работы

В центре комнаты установил два швеллера высотой в 14 см, прикреплённых друг к другу плоской частью в виде двутавра. Далее купил 4 м балки сечением 70×100 мм (в чём и была моя ошибка, так как удобней было бы использовать балки с сечением 100×150 мм) и закрепил их в швеллере и на несущей стене.

После монтажа крыши (использовал подпорки для стропил, которые опирались на эти балки), появился небольшой прогиб балок. Чтобы избежать дельнейшей деформации, решил усилить их уголком размерами 75×75 мм с одной стороны балки, а с другой, закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75 мм.

Для стягивания уголка и полосы к балке использовал болты Ф12 длиной 100 мм, которые крепил на расстоянии 400 мм друг от друга

Вот таким образом усилил балки.

Если есть необходимость дополнительно укрепить балки с сечением 50×200 мм при ширине пролета 5 м, могу порекомендовать для усиления конструкции закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75-80 мм по диагонали к центру с обеих сторон балки.

При этом сначала вдоль всей длины балки надо закрепить шнурок, и при помощи домкрата, посередине приподнять балку выше уровня шнурка и после крепить металлическую полосу.

Если в продаже не оказалось металлической полосы с нужными размерами, можно нарезать на гильотине полосы длиной 1,5 м, и сварить их между собой, получив необходимую длину.

В случае, если необходимо добавить дополнительные балки для усиления потолка в случаях его провисания и прогиба. Для этого необходимо подобрать балку соответствующего сечения, стянуть её уголком и прикрепим торцевой частью к стене.

Также возможно при помощи тарлена устранить провисание и прогиб балок, закрепив его на коньковой части крыши и самой балке. При таком креплении тарлена нагрузка будет перераспределяться на стропильную часть крыши. Однако этот метод применяется только в крайних случаях, если нет возможности добавить дополнительные балки.

По назначению

В зависимости от разделяемых помещений, перекрытия бывают следующих типов:

  1. Подвальное/цокольное. Основное требование к такому перекрытию – прочность. Для решения этой задачи используются балки мощного сечения, а надёжная теплоизоляция обеспечивается современными утеплителями. Кроме этого, в теплоизоляционном пироге используются отражающие материалы с фольгированным покрытием, паробарьеры и гидроизоляционная подложка.
  2. Межэтажное – более простое по своей конструкции перекрытие. Основное требование – обеспечение хорошей звукоизоляции, что достигается укладкой между лагами волокнистого материала. Такая же конструкция используется в случае, когда на чердаке оборудуется отапливаемая мансарда.
  3. Чердачное. Оборудуется, если чердак остаётся неотапливаемым. Особых нагрузок конструкция не испытывает, поэтому особое внимание уделяется теплоизоляции. Чтобы влага не конденсировалась в толще утеплителя, используется пароизоляционная плёнка (мембрана).
Читайте также:  Деревянное перекрытие первого этажа: разбираем во всех подробностях

Обратите внимание! Чердачное перекрытие оборудуется при возведении скатной кровли. Если кровля согласно проекту плоская, роль перекрытия выполняет бетонная плита (только для каменных зданий).

Как выбрать сечение и шаг между балками?

Измерив длину балок и ширину пролета, можно выполнять расчет шага укладки и сечения. Поскольку обозначенные величины связаны друг с другом, расчеты производятся при помощи одинаковых математических действий. Форма сечения может быть как прямоугольной, так и круглой. Оптимальной принято считать прямоугольную форму. Соотношение сторон прямоугольника должно быть следующим: 1:4:1, при этом высота должна быть больших размеров, чем ширина. Высота в большинстве случаев определяется толщиной применяемого утеплителя. Размеры балок по высоте могут находиться в пределах 10-30 см, по ширине — 4-20 см. Если перекрытия монтируются из круглого бревна, то его диаметр должен быть 11-30 см.

Что касается расстояния между балками, то минимальное значение должно составлять 30 см, максимальное — 1,2 м. При расчетах необходимо учесть ширину подшивки и применяемого утеплителя. Если есть необходимость, выполняют подгонку, чтобы обеспечить более простой монтаж. В случае возведения каркасного дома шаг между балками приравнивают к расстоянию между стойками каркаса.

Итак, расчет балок для перекрытия (деревянных) является важным и ответственным этапом, от правильности которого будет зависеть надежность конструкции. Расчеты должны проводиться с учетом существующих и утвержденных норм.

Если возникают сомнения в точности полученных значений, то их следует округлить в большую сторону. Таким образом удастся избежать аварийных ситуаций при эксплуатации строения. Если есть сомнения в полученных значениях при самостоятельных расчетах, рекомендуется обратиться к специалистам, которые сделают работу правильно и с учетом всех нюансов.

Каркас крыши: мауэрлат

Перед тем, как строить крышу дома, необходимо закончить возведение стен сооружения на полную высоту и уложить на их горизонтальную поверхность гидроизоляцию – слой толя или рубероида. Если предусматривается строительство двухскатной или односкатной крыши, гидроизоляция под мауэрлат выполняется на двух стенах, на которые будут опираться стропильные ноги. Возведение четырехскатной кровли подразумевает монтаж мауэрлата по всему периметру здания.

Мауэрлат – деревянный брус квадратного или прямоугольного сечения, лежащий в основе всей конструкции крыши. Он служит для равномерной передачи нагрузок на стены и фундамент дома, а также является местом крепления крыши к зданию. Чтобы закрепить мауэрлат на стенах выполняется монолитная бетонная балка с металлическими шпильками, либо вмуровывается в кладку кованая отожженная проволока.

Размер сечения бруса выбирается в зависимости от сложности и общего веса каркаса крыши. Если мауэрлат монтируется по всему периметру, его элементы между собой соединяются методом врубки одного в другой на 500 мм по всей ширине, а для дополнительной надежности используются гвозди или болтовое соединение.

Чтобы исключить смещение крыши под ветровыми или другими нагрузками, крепление мауэрлата следует выполнить максимально надежно.

Читайте также:  Лучшие способы заделать щель на полу

Технология и тонкости монтажа балок

При монтаже важно произвести разметку. Для этого удобно пользоваться лазерными линейками, нивелирами. Также очень важно, чтобы балки располагались строго на одном уровне с самого начала. Если этого достичь не удалось, то их состругивают так, чтобы пол в конечном итоге лежал ровно, с перепадами не более 3-4 мм на метр.

Отмечают положение балок на стене, затем производят их подъём. Лучше сразу поднять все балки краном, не производя крепление этих балок перекрытия к стене, используя однократную аренду крана. Это обойдется дешевле, чем поднимать по одной и устанавливать. После этого балки раскладывают, проверяя их положение и уровень. По высоте уровень лучше проверять лазером, так как шнур всё равно провисает при любом натяжении. Делать какие-то подгонки по основанию балок нежелательно, так как это может повлиять на их конструктивную работу в каркасе из-за наличия упора-ступеньки, лучше подгонять верх электрорубанком уже при устройстве полов.

Крепление к стене из газобетона

Деревянные и металлические балки в таких домах установить проще всего. Ряд под балки прогоняется с выверкой по ватерпасу по всей длине. Затем балки устанавливают на стену, оборачивая в два слоя рубероидом и с обрабатывая фунгицидным составом. Это нужно для того, чтобы балка не гнила в месте образования конденсата, ведь каменная стена более теплоёмкая и там будет образовываться роса. После этого промежутки между балками закладывают стеновым материалом, а затем продолжают возведение стены. При монтаже металлических балок на газобетонную стену устраивают подушки из трёх рядов полнотелого кирпича с армированием под нижний ряд и верхний. Балку оборачивают рубероидом или толью.

Крепление бруса к бетонной и кирпичной стене

Главное правило при таком креплении к холодной стене или двутавровой балке — обеспечение гидрозащиту балки от конденсата. Это позволит избежать гниения древесины и её деформации при набухании.

Крепление бруса к деревянной стене

В случае рубленых стен оптимально крепить балку врезкой полусковороднем. В случае устройства каркасных стен — с опорой на продольный брус стены сверху. Требуется проверочный расчёт, допустимо ли устанавливать в стену новую балку, которая не была запланирована ранее. Крепление балки к деревянной колонне достаточно сложное. Необходимо прикрутить глухарями или шпильками на колонну бобышки, которые гарантированно выдерживали бы вес балки, и опереть балку на них. Опять же необходим расчёт.

Крепления бруса в конструкциях крыш

Стропильная система — отдельная сложная тема, которая хорошо знакома кровельщикам. Частного застройщика лучше пригласить специалистов, а не выполнять работу самому. Самостоятельно можно закрепить только мауэрлат — верхнюю часть, к которой крепятся стропила. Это брус, идущий вдоль всей стены – кирпичной или деревянной. Он должен крепиться к ней с помощью болтов и специальных дюбелей или же с помощью скоб к деревянным стенам.

Крепление бруса на подвесе

Всевозможные способы, когда брус опирается на металлический крепёж, прикрученный к стене, не выдерживают критики. Во-первых, брус, который с их помощью можно закрепить, явно не подходит по размеру для балок перекрытия, а только в качестве насеста в курятник. Во-вторых, само по себе такое крепление крайне непрочное по сравнению с врубками или опиранием.

Способ крепления бруса в каждом конкретном случае нужно выбирать ответственно, четко понимая какую нагрузку он будет нести и какие технологии применимы.

Оцените полезность статьи, нам будет приятно