какую нагрузку выдерживает деревянный пол на лагах
Монтаж лаг перекрытий в бревенчатый сруб, расчет нагрузок
В статье приведена таблица расчета нагрузок на деревянные балки из хвойных пород дерева.
Балки перекрытий или лаги пола/потолка
Балки перекрытий или лаги потолка являются несущей конструкцией дома, поэтому перед тем как начать самостоятельно монтировать лаги перекрытий в бревенчатый сруб дома или бани настоятельно рекомендуем Вам особенно тщательно подойти к выбору материала и правильно рассчитать конструкцию перекрытий.
Для изготовления лаг перекрытий лучше всего использовать сухой, пропитанный огнебиозащитным составом материал первого сорта.
Балки чаще всего врезают:
Как обеспечить прочность перекрытий и удобный монтаж
Предварительно разметив места врезки балок, в бревне делают пропилы и плотно вставляют в них балки на расстоянии порядка 600 мм друг от друга. Такое расстояние между балок обеспечивает необходимую прочность перекрытий. Большинство видов утеплителя выпускается шириной именно 600 мм, что обеспечивает удобный монтаж теплошумоизоляции. При таком способе монтажа лаг крепить их дополнительно к стене нет необходимости.
Вопросы, возникающие в процессе строительства
При строительстве бревенчатого дома, бани из бревна естественно возникают вопросы: Какого сечения врезать балки перекрытий (пола, потолка)? Какую нагрузку могут выдержать деревянные лаги (балки)? Какая максимальная длина балки возможна для какого сечения доски, бруса, бревна?
На основании приведенной ниже таблицы несложно рассчитать сечение лаги, в зависимости от ее длины. Данные приведены для стандартных пролетов шириной от 2 до 6 метров, при частоте набора лаг через 600 мм (расстояние между лагами 600 мм) Расчетная нагрузка 300 кг на 1 кв. метр. В таблице приведены разрушающие нагрузки для этих лаг в кг на квадратный метр.
Таблица расчета разрушающей нагрузки (кг/м2) на лаги (балки) перекрытий бревенчатого дома.
| длина лаги м | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 |
| сечение лаги мм | |||||||||
| Доска 100х50 | 733 | 587 | 489 | 419 | 367 | 326 | 293 | 267 | 244 |
| Доска 150х50 | 1650 | 1320 | 1100 | 943 | 825 | 733 | 660 | 600 | 500 |
| Доска 200х50 | 2933 | 2347 | 1956 | 1676 | 1467 | 1304 | 1173 | 1067 | 978 |
| Брус 200х100 | 5867 | 4693 | 3911 | 3352 | 2933 | 2607 | 2347 | 2133 | 1956 |
| Брус 200х200 | 11733 | 9387 | 7822 | 6705 | 5867 | 5215 | 4693 | 4267 | 3911 |
| Бревно 200 | 6912 | 5529 | 4608 | 3949 | 3456 | 3072 | 2765 | 2513 | 2304 |
| Бревно 220 | 9199 | 7359 | 6133 | 5257 | 4600 | 4089 | 3680 | 3345 | 3066 |
Голубым цветом в таблице подсвечены значения с запасом прочности по прогибу балок для этих условий
Желтым цветом в таблице подсвечены значения предельно допустимые по прогибу балок для этих условий
Красным цветом подсвечены значения недопустимые по прогибу (более чем в два раза от допустимой нормы) балок для этих условий.
Примечание: дополнительную жесткость балке также можно придать путем сращивания двух и более досок по толщине.
Деревянные балки на перекрытия для большого пролета
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.
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.
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:
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):
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
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.
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.
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:
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
По сопромату: чем больше сечение «полок» и чем дальше они разнесены друг от друга по высоте, тем большие нагрузки выдержит двутавр. Для самостройщика оптимальная технология изготовления двутавра – это простая коробчатая конструкция, где верхняя и нижняя «полки» сделаны из доски, положенной плашмя. (50х150мм, а боковые стенки изготовлены из фанеры толщиной 8-12 мм и высотой от 350 до 400 мм (определяется расчётом) и т.д.).
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:
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.
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.
Лаги для пола, размер бруса и процесс укладки
Выбирая лаги для пола, размер бруса, материал, из которого он изготовлен, и состояние древесины — это то, на что нужно обращать внимание. Не менее важно выполнить точные расчёты и соблюсти технологию монтажа лаговой подосновы. Но и это не всё — знание способов укладки лаг на различные основания поможет грамотно подготовить помещение к настилу полового покрытия.
Для чего нужны лаги
При большинстве способов монтажа пола, классическим, и часто используемым, остаётся вариант, с применением конструкции из лаг. Это поперечные опоры, служащие подосновой, на которое укладывается черновое или готовое чистовое половое покрытие.
Самым популярным материалом для лаг являются деревянный брус или доска.
Брус и доска для пола
Функции лаг и требования к ним
Полезные функции лаговой подосновы:
Конструкция пола на брусьях имеет достаточную для повышенных нагрузок и укладки массивного материала жёсткость.
Преимущества лаговой подосновы из бруса:
При этих положительных качествах, стоит учитывать то, что лаговая конструкция уменьшает высоту помещения.
Приблизительные показатели уменьшения высоты комнаты
Лаговая система относится к капитальным сооружениям, и независимо от того применяются лаги из досок или используется брус, к древесине предъявляются требования:
Допускается наличие в древесине незначительного количества здоровых, сросшихся с основой и не имеющих загниваний сучков.
Особенности конструкции спланированной системы устройства пола в конкретном помещении и вариант применяемого настила определяют выбор лаг — из бруса или досок. Чаще применяется брус.
Важно — дерево должно пройти термическую обработку (сушку) в сушильной камере.
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.
Визуальный способ
Самыми простыми, но не дающими точности методами определения влажности материала, могут быть:
Зная вид древа, опытные резчики могут определить степень насыщения его влагой по цвету, весу или поперечным, продольным трещинам.
Бракованный брус повышенной влажности
Расчётный метод
Этот метод основан на взвешивании пробной секции бруса, до и после сушки. Алгоритм следующий:
Далее, по формуле, высчитывается абсолютная влажность исследуемого материала:
где m и m0 — масса пробной секции до и после полного высушивания, соответственно.
Использование электронного прибора
Для инструментального, наиболее точного, определения влажности дерева используют электронные влагомеры.
Ими можно производить замеры любых видов дерева в различных условиях. В основе принципа лежит зависимость электропроводности материала от степени насыщения его влагой.
Игольчатый влагомер для древесины
В первом варианте иглы прибора вводят в древесину и производят замер влажности в этой точке, показания выводятся на индикатор. При помощи таблицы температурной корректировки определяются уточнённые результаты влажности древесины.
Бесконтактные измерители влажности анализируют диэлектрическую проницаемость дерева, на основании чего определяют процент содержащейся в нём влаги. На показания этих приборов не влияют температуры древесины и окружающего воздуха, поэтому не требуется температурная коррекция.
Использование на практике знаний о влажности бруса, из которого монтируется основание для пола, очень важно. У высушенной до нормальных значений древесины значительно выше эксплуатационные качества:
Конструкции, изготовленные из влажной древесины, создают большую вероятность их последующей деформации, что может привести к порче полового настила.
Деформация пола по сырому брусу
Размеры лаг для пола
При относительной простоте монтажа лаг, необходимо скрупулёзно подойти к подготовительному этапу, связанному с расчётом параметров бруса и проведением разметки для его укладки. От этого зависит качество настила, надёжность его эксплуатации, долговечность.
Базовыми данными для расчёта являются:
В коридорах и проходных комнатах лучше монтировать каркас в поперечном движению направлении. Это позволит использовать брус меньшего размера.
Стандартные размеры
Существуют стандартно усреднённые значения, которые принимаются для расчётов сечения лаг и расстояния между ними, в пропорции с длиной пролёта.
Таблицы соотношений
Эти данные могут использоваться для уточнённых расчётов шага между лагами.
Как вычислить размер и сечение
Чтобы правильно рассчитать, какого размера брус следует использовать для лаг пола, нужно измерить габариты помещения и выбрать направление укладки лаг — вдоль или поперёк,
Для компенсации сезонных расширений дерева длина цельных брусков или сборной конструкции берётся на несколько сантиметров меньше расстояния между стенами, перпендикулярно которым они укладываются.
На выбор сечения или толщины бруса оказывают значение:
При длине комнаты менее 2 м можно использовать лаги сечением 100 × 50 мм.
Оптимальным считается брус, опорное ребро которого в 1,5-2 раза превышает ширину.
Стандартный брус
Совет — выбирать лаги с запасом по сечению, учитывая толщину утеплителя и нагрузку.
Выбрать шаг между лагами
При уточнённом расчёте межлаговых расстояний обязательно учитывается высота настила пола и нагрузка на него. Указанные в таблице рекомендации приведены для пустых помещений, поэтому необходимо принимать соответствующие поправки, в зависимости от конкретных условий:
Пример. Если доска пола толщиной 2 см, то расстояние между соседними брусьями не должна быть больше 30 см. При каждом увеличении толщины покрытия на 5 мм, шаг можно увеличивать на 10 см.
Установка лаг для пола
Несмотря на то, что лаги, чаще всего, непосредственно не взаимодействуют с внешней средой, дерево — материал, требующий защиты, поэтому перед укладкой брус должен пройти антисептическую и огнеупорную обработку.
Предварительная антисептическая обработка бруса
Лучшая прочность лаговой конструкции для всех видов оснований достигается установкой бруса на ребро.
Различные способы установки лаг имеют и некоторые особенности выполнения этих работ.
Установка на деревянные перекрытия
Наиболее распространённым в своём доме является перекрытие по несущим балкам. Конструкция из деревянных лаг по таким несущим элементам считается очень надёжной для всего пола. Способ крепления брусьев зависит от вида балок:
Ровность пола достигается выравниванием самих балок или за счёт лаг.
Крепление к балкам
Если не получается выставить ровно балки, брус крепится к их боковой части. Такой способ даёт наилучшее выравнивание всей конструкции по горизонту, без использования регулирующих опор или подкладок.
Боковое крепление к балкам
Крепится брус к балкам саморезами, по длине в 2,5 раза превышающей его ширину.
Укладка поперёк балок
Хорошая жёсткость системы получается при укладке лаг поперёк деревянного перекрытия.
Последовательность укладки такого основания:
Этот вариант даёт возможность использовать бурс с меньшим сечением.
Поперечная установка лаг на балки
Брусья соединяются с балками саморезами или при помощи металлических уголков.
В зависимости от вида деревянного перекрытия предъявляются свои требования к использованию изоляционных материалов:
Его основная функция — отсечь холод, поступающий из неотапливаемых помещений или цокольного этажа.
Пирог деревянного перекрытия
Толщина слоя утеплителя и изоляционные материалы выбираются в зависимости от конкретных требований к половому покрытию.
Установка на бетон
При монтаже лаг на бетонную стяжку необходимо придерживаться следующей последовательности:
Достижение правильного уровня основания по маякам производится деревянными столбиками, клиньями из пластика или применением втулок, регулирующих высоту брусьев.
Регулированные лаги на втулках
Установка по грунту
Перед финишным покрытием между лагами закладывается материал для утепления и пароизоляции.
Как вариант, пошагово технология укладки лаг по грунтовому основанию выглядит так:
Между лагами можно установить черепные бруски или произвести нижнюю подшивку для настила чернового пола.
Монтаж по столбикам
На черновое основание стелется гидроизоляция (рубероид или плёнка) и укладывается любой вид теплоизоляционного материала. Утеплитель от финишного пола отделяют пароизоляционной мембраной.
Как усилить половые лаги
Усиление лаговой системы производится для увеличения запаса прочности или укрепления её отдельных участков при их повреждении.
Вариантов усиления несколько:
Современным способом усиления лаг является армирование бруса углеродным волокном, с фиксацией эпоксидным клеем.
Армирование бруса углеволокном
Углепластик клеится несколькими слоями до достижения требуемой жёсткости бруса. Малый вес, не утяжеляющий конструкцию, и простота работы делают этот материал популярным.
Сращивание лаг
При укладке в больших помещениях брус можно сращивать.
Основные способы соединений:
Большей прочностью на прогиб и смещение обладают соединения последних двух видов.
Варианты сращивания лаг
Места соединений промазывают водостойким клеем, фиксируют сращиваемые элементы болтами или при помощи оцинкованных накладок.
Обязательные условия при использовании составных лаг:
Пол на лагах — это практичный и доступный вариант. Знание того, как выбрать древесину и правильно рассчитать параметры используемого материала, принесут практическую пользу. А соблюдение технологий устройства лаговой системы в различных условиях позволит своими руками оборудовать надёжное покрытие, предотвратит риск его преждевременного ремонта.