Одним из самых популярных решений при устройстве межэтажных перекрытий в частных домах является использование несущей конструкции из деревянных балок. Она должна выдерживать расчетные нагрузки, не изгибаясь и, тем более, не разрушаясь. Прежде чем приступить к возведению перекрытия рекомендуем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором и рассчитать основные параметры балочной конструкции.

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок .

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать , во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине . Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе:

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м 2 , расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М max = (q · L 2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: W z = b · h 2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Что еще следует знать про нагрузки на балку

Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.

Также обязательно следует учитывать массу , используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.

Черновой пол – это «подклад» под основное покрытие. Он нужен для выравнивания поверхности и распределения нагрузки на напольное покрытие. Обычно черновой пол кладётся на лаги (каркасные бруски) с определенным расстоянием друг от друга. При необходимости между лагами прокладывают утеплитель и гидроизоляцию.

Фиксировать доски чернового и основного пола лучше с помощью шурупов необходимой величины. Допускается укладка с небольшими зазорами, так как дерево может ссыхаться и расширяться.

Шаг между лагами зависит от толщины досок будущего покрытия:

Толщина — шаг (обе величины в сантиметрах):

2 – 30; 2,4 – 40; 3 – 50; 3,5 – 60; 4 – 70; 4,5 – 80; 5 – 100.

Площадь пола = длина пола * ширина пола.
S = a*b.
Длина лагов равна длине пола.
Количество лаг = 1 + ширина пола / расстояние между лагами.
nл = 1 + b/S3.
Объём материалов лаг = ширина лаг * толщина лаг * длина лаг * количество лаг.
V = S1*S2*a*nл.
Объём между лагами = расстояние между лагами / ширина лаг * толщина лаг * длина лаг * (количество лаг — 1).
V1 = S3/ S1*S2*a*(nл-1).

Количество рядов половой доски = длина комнаты / ширина половой доски.
nп = a/O1.
Объём половой доски = ширина половой доски * толщина половой доски * ширина пола * количество рядов половой доски.
Vп = O1*O2*b*nп.

Количество рядов досок «чернового пола» = 1 + длина пола / (ширина досок чернового пола + расстояние между досками).
nч = 1 + а/(О3+R).
Объём доски = ширина доски * длина пола * толщина доски * количество досок.
V = O3*a*O4*nч.

Деревянный дом и баня – мечта многих горожан. Каждый из тех, кому приходилось своими руками возводить сруб из дерева, отлично знает назначение лаг и балок. Это несущие конструкции здания, поэтому подбирать материал для них, а также их количество нужно очень тщательно. Лаги для пола рекомендуется делать из сухого первосортного материала, обработанного антисептическим и огнезащитным составами. Наиболее распространенный способ их установки – монтаж по балкам, врезанным в стены в процессе строительства.

Расчёты лаг для пола делается, с учетом основных параметров, лаги должны быть в 1,5-2 раза выше высоты настила, иначе гвозди не смогут прочно удерживать доски пола.

Устанавливаются они с учетом того, что между ними обычно размещают материал утеплителя. Это может быть керамзит, пенопласт, но чаще всего используется минеральная вата, спрессованная в плиты шириной 50-60 см. На таком же расстоянии друг от друга монтируются лаги. На них стелется деревянный пол, который при правильном монтаже прослужит несколько десятков лет. Лаги бывают изготовлены из брусков, балок, досок. Они служат для перераспределения нагрузок от пола, а также являются фиксатором, объединяющим все узлы и детали в цельную систему.

Преимущества использования лаг

Пол на лагах обладает определенной степенью функциональности. В пространстве между ними можно проложить трубы, провода, теплоизоляционные материалы.

Бруски стоят относительно недорого. Установка их доступна каждому.

Эти опоры для пола способны выдерживать нагрузку в 5 т на каждый квадратный метр.

Рисунок 1. Схема крепление деревянных балок.

Конструкция не имеет большой массы. Нагрузка на перекрытие оказывается гораздо меньше, чем при цементной стяжке.

Заполненное минеральной ватой пространство сохранит тепло в доме и защитит его от лишнего шума.

Бруски позволяют вывести плоскость пола на любую высоту.

Уложенные на место конструкции не требуют проведения дополнительных работ. Можно сразу настилать покрытие пола.

Недостатки пола на лагах:

1. Комната теряет несколько сантиметров высоты.
2. Высокая трудоемкость. Требуется тщательно разметить и выровнять все элементы конструкции.

Расчет некоторых параметров лаг

Расчет лаг для пола производят, учитывая основные параметры. Лаги для пола должны быть в 1,5-2 раза выше высоты напольного настила, иначе гвоздь не в состоянии будет прочно удерживать доски пола. Если толщина половой доски составляет 50 мм, то высота брусков должна быть около 100 мм. Если черновой пол делается из фанеры или иного листового материала, имеющего толщину 20 мм, брусья могут быть значительно ниже, 30-40 мм.

Материал для изготовления деревянных лаг следует выбирать хвойных пород. Влажность заготовок не должна превышать 20%. Сечение брусков выбирается прямоугольное. Их можно выпилить из доски толщиной 50-60 мм. Укладывают готовые изделия поперек света, исходящего от окон. Шаг укладки – от 40 до 70 см. Зная шаг укладки и размеры помещения, нетрудно произвести расчет необходимого количества элементов. Перед монтажом все деревянные элементы дважды обрабатываются антисептическим составом. Антисептик можно заменить обычным горячим битумом.

Рисунок 2. Регулировочные втулки. Применяются для выравнивайте полов на лагах.

На практике очень часто высота лаг выбирается с учетом толщины слоя утеплителя. В качестве утеплителя для пола обычно используют минеральную вату, выпускаемую плитами, толщина которых составляет 50 мм. Такой же высоты должны быть и лаги для пола. Если решено укладывать теплоизоляцию двойным слоем, то бруски нужны высотой 100 мм. Расстояние между ними зависит от толщины материала чернового пола. Чем черновой настил тоньше, тем чаще устанавливаются лаги. При толщине фанеры, которая может использоваться в качестве подложки под чистовой настил, в 12 мм размер промежутка между брусками составляет 30 см.

Чаще всего черновой пол выполняют из шпунтованной доски. Доски должны быть еловыми, сосновыми или пихтовыми. Для чистового пола они не подходят, так как древесина очень мягкая, на ней остаются даже следы от тонких каблуков. Сверху нужно обязательно укладывать ламинат или иное финишное покрытие. Толщина досок при нормальном шаге лаг в 50 см рекомендуется не менее 35 мм. В большинстве случаев расчет шага брусков производится с учетом толщины материала пола:

Рисунок 3. Крепеж. Применяется для крепление деревянных конструкций.

Толщина доски (мм) – шаг лаг (мм):

• 20 – 300;
• 24 – 400;
• 30 – 500;
• 35 – 600;
• 40 – 700;
• 45 – 800;
• 50 – 1000.

Для изготовления этих деталей используется не только древесина, но и железобетон, различные полимеры и металлы. Железобетонные изделия отличаются высокой прочностью. Их можно использовать при строительстве дома за городом. Остальные материалы можно применять при проведении ремонта полов.

Если основой пола являются деревянные балки, лаги можно устанавливать, прикрепляя их сбоку с помощью саморезов (рис. 1). Размер крепежей должен превышать толщину бруска в 2,5 раза при диаметре 6 мм. Положительный момент этого способа состоит в том, что при регулировке высоты отдельных лаг не требуется применения дополнительных регулировочных подкладок.

В строительстве иногда используются особые деревянные или пластиковые изделия, имеющие отверстия, в которые вставляются небольшие регулировочные втулки из пластмассы. Они способствуют быстрому выравниванию поверхности, образуемой лагами. Такие изделия монтируются очень быстро и не требуют применения подкладок (рис. 2).

Рисунок 4. Схема монтажа пола на лагах.

Деревянные элементы перед установкой необходимо защитить от различных микроорганизмов и вредителей-древоточцев, обработав материал дезинфицирующим, затем водоотталкивающим составом.

В помещениях с низкими потолками лучше использовать другие методы монтажа пола. При выполнении расчета нельзя забывать, что бруски уменьшают размер комнаты по высоте на 10 см и более.

Половицы или листы чернового настила следует крепить к каждой лаге.

Торцы конструктивных элементов не должны касаться стен здания. Между ними должен оставаться зазор не менее 5 см.

Вместо определенного сечения деревянного бруса можно использовать доски, попарно соединенные друг с другом и достигающие размеров нужного бруса в поперечнике. Несколько большие размеры не возбраняются. Доски устанавливаются на ребро.

К бетонной основе лаги можно крепить специальными оцинкованными металлическими уголками, которые фиксируются на основании с помощью дюбелей и саморезов. Вместо уголков часто используются П-образные приспособления (рис. 3).

При необходимости бруски, из которых выполнены лаги, стыкуются друг с другом для достижения нужной длины. Под местом стыка обязательно должна быть прочная опора. Этой опорой часто служит кирпичный столб. Под его сооружение нужно выкопать ямку глубиной около 10 см. Ее засыпают песком и обильно поливают водой. Сверху песчаную подушку накрывают слоем полиэтилена. На него кладут цементно-песчаный раствор и выкладывают столбик из красного кирпича.

Можно выложить столбики рядами и на них закрепить лаги (рис. 4). Размер столбиков – 25х25 см. Расчет количества кирпичей не представляет сложностей.

Конструкция пола на лагах позволяет сразу смонтировать черновой и чистовой настил.

Лаги можно делать из различных материалов. Чаще всего на их изготовление идет деревянный брусок или доска. А материалов для финишной отделки существует очень много. Выбор их зависит только от предпочтений хозяев и содержимого их кошелька. Сделать расчет материалов для изготовления лаг для пола поможет выполненный на бумаге план комнат с точно указанными размерами. Все расчеты лучше делать до начала выполнения основных монтажных работ.

Обрезные доски пользуются наибольшим спросом на рынке пиломатериалов. Их отличительная особенность - четырехсторонняя обработка и удаление краев с корой дерева. Высокий спрос на данный вид стройматериалов объясняется практичностью, прочностью, экологичностью и удобством эксплуатации.

Основные сферы применения обрезной доски — это строительство и производство мебели. В строительстве данный материал может применяться для укладки полов, перекрытий, возведения стен и лестниц. В мебельном производстве доски используют для создания мебели из массива.

Быстрая навигация по статье

Расчет

• Вычислить площадь поверхности, которую нужно выстелить (например, 10*10=100 м²);
• Вычислить площадь одной доски (например, при параметрах доски 20см*5см*2000 см. площадь одной будет равна 0,2м*2м=0,4м²);
• Поделить площадь поверхности на площадь одной доски (100 м²/0,4м²=250 штук).

Для расчета количества досок при покупке в кубах, необходимо:

• Высчитать необходимое количество досок (поделить площадь поверхности на площадь одной доски);
• Вычислить необходимую кубатуру, перемножив параметры доски на необходимое количество (например, нужно 20 штук досок параметром 20см*5см*2000см, значит необходимый объем равен 20*0,2*0,05*2 = 0,4 м³). При этом все значения нужно переводить из сантиметров в метры.

Виды досок

Существует насколько видов досок, отличающихся предназначением и техническими характеристиками. В зависимости от степени влажности выделяют:

• Сырые — доски естественной влажности. Может применяться в строительстве малоответственных конструкций.
• Сухие - высушенные промышленным способом. Сушка проводится для избегания деформации доски и предупреждения гниения.

В зависимости от качества досок, выделяют материал:

• Отборного сорта - применяется в автомобильной промышленности и судостроении;
• Первого сорта - помимо судостроения и автопрома, применяется в строительстве и производстве мебели;
• Второго сорта - применяется в тех же областях, что и материал первого сорта;
• Третьего сорта - производство мебели и тароупаковочной продукции;
• Четвертого сорта - применяется для производства тары и упаковки.

По виду распила, доски делятся на:

• Радиальные - спил проходит посередине ствола, под углом 90⁰, благодаря чему материал обладает высокой прочностью и влагоустойчивостью;
• Полурадиальные - спил проходит под углом 45⁰, материал средней ценовой категории;
• Тангенциальные - самый экономичный вид распила, доски этого типа сильнее подвержены воздействию влаги. Возможна деформация при высыхании.