Drewniane belki podłogowe: rodzaje, obliczenia i cechy do wyboru
Belka jest w budownictwie nie tylko podporą podłóg i stropów międzykondygnacyjnych, ale także elementem pełniącym funkcje mocowania całej konstrukcji budynku, nadając mu niezbędną sztywność. Na liście materiałów i produktów stosowanych w budownictwie można znaleźć wiele możliwych opcji produkcji belek stropowych. Ale główne i najczęściej używane rodzaje belek nośnych to metal, żelbet i drewno.
Drewniane belki podłogowe
Drewniane belki stropowe muszą spełniać takie wymagania jak wytrzymałość, sztywność, bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Obliczenie belki odbywa się w zależności od wybranego materiału.
Belka jest kluczowym fragmentem podłogi, której celem jest oddzielenie podłóg w domu, a także przeniesienie i rozłożenie obciążenia z elementów znajdujących się na górze - ściany, dachy, komunikacja, meble, detale wnętrza .
Zalety belek drewnianych:
- niska pracochłonność podczas instalacji w porównaniu z odpowiednikami metalowymi lub żelbetowymi;
- przystępność cen materiałów drewnianych;
- szybka instalacja bez użycia drogich mechanizmów i narzędzi;
- estetyczny wygląd;
- niewielka waga;
- konserwowalność.
Wady belek drewnianych:
- bez specjalnej impregnacji ochronnej palny;
- niska wytrzymałość w porównaniu do belek żelbetowych lub metalowych;
- narażony na działanie wilgoci, grzybów i żywych organizmów;
- może ulec deformacji pod wpływem zmian temperatury.
Rodzaje drewnianych belek stropowych
Drewniane belki stropowe są klasyfikowane według rodzaju przekroju, materiału i rozmiaru.
Długość belek stropowych zależy od odległości między ścianami. Do tej wartości należy dodać margines na oparcie o ścianę - zwykle dodajemy 200-250 mm z każdej strony.
Zgodnie z przekrojem belki drewniane dzielą się na następujące typy:
- kwadrat;
- prostokątny;
- Promiennie się uśmiecham;
- okrągłe lub owalne.
Kwadratowy przekrój belki jest uważany za najbardziej niekorzystny, ponieważ jest najmniej dopasowany do wykresu sił w elemencie.
Na przykład! Wykresy sił – graficzne przedstawienie zmian sił wewnętrznych na całej długości pręta. Służą do obliczania dopuszczalnych obciążeń.
Najlepszą opcją przy wyborze podłóg drewnianych są belki o przekroju prostokątnym, przy czym ich krótki bok jest ustawiony poziomo, a długi bok jest pionowy, ponieważ wzrost wysokości wpływa lepiej na wytrzymałość niż szerokość.
Dwuteownik belki stropowej jest elementem poszerzonym w dolnej i górnej części, a w środku zredukowany do maksymalnych możliwych rozmiarów. Ta opcja sekcji znacznie zmniejsza zużycie drewna i pozwala na jego racjonalne wykorzystanie.
Kupowanie belek dwuteowych nie będzie takie łatwe, ponieważ wyróżnia je złożona technologia produkcji. Z tego samego powodu rzadko spotyka się je w budownictwie.
Z reguły do montażu podłóg na poddaszu stosuje się drewniane belki o przekroju okrągłym lub owalnym. W zależności od średnicy belki okrągłe charakteryzują się dużą wytrzymałością na zginanie. Ponadto należy wziąć pod uwagę, że belki stropowe są drewniane, wymiary są dość ograniczone. Ich maksymalna długość to 19.00.
W zależności od materiału drewniane belki podłogowe dzielą się na następujące typy:
- z litego pręta lub deski;
- z drewna klejonego.
Zastosowanie desek i litego drewna w konstrukcji belkowej
Zwykła deska lub lite drewno nie może mieć więcej niż 4–6 m długości, co stanowi prawie połowę odległości, jaką może wytrzymać drewno klejone warstwowo.
Budowniczowie często wykonują belki z desek łączonych ze sobą na budowie. Pod względem jakości i wytrzymałości mogą znacznie przewyższyć solidną konstrukcję belki. Dodatkowo istnieje możliwość zmiany grubości belek w zależności od ilości połączonych ze sobą desek.
Połączenia wykonuje się za pomocą śrub z nakrętkami i podkładkami gumowymi lub plastikowymi. Zapobiegają przedostawaniu się wilgoci do metalowych elementów złącznych i późniejszej korozji oraz nie pozwolą na wcięcie nakrętki w drewno podczas dokręcania.
Drewno klejone warstwowo
Jeśli potrzebujesz zwiększyć długość lub wytrzymałość belek pełnych, są one mocowane razem i zwykle odbywa się to ręcznie podczas montażu podłóg. Drewno klejone warstwowo składa się początkowo z kilku prętów sklejanych w przedsiębiorstwie. Grubość belki klejonej ustalana jest ilością warstw materiału sklejanego pod prasą. W ten sposób drewno zyskuje dodatkowe walory wytrzymałościowe, belka wykonana z drewna klejonego warstwowo może mieć nawet 12 metrów długości.
Po sklejeniu belka zachowuje wszystkie walory drewna, czyli jest idealnie przybita, przetarta, przycięta. Ale klejone drewniane belki podłogowe są znacznie droższe, więc zanim się na nie zdecydujesz, musisz zastanowić się, czy cel uświęca środki. Często ten rodzaj belek jest używany do tworzenia łukowego sufitu.
Drewno do produkcji belek stropowych
Na belki nośne stropów małych domów i budynków w zdecydowanej większości wykorzystuje się drewno drzew iglastych.
Nie warto jednak kategorycznie odrzucać stosowanie lokalnych gatunków drewna. Od czasów starożytnych w regionach stepowych, gdzie nie ma drzew iglastych, używano dębu, akacji i klonu. Głównym wymaganiem dla nich jest wilgotność z optymalnymi wskaźnikami 12-14%.
W przypadku podłóg na poddaszu, gdzie z definicji zawsze musi być sucho i zapewniona jest cyrkulacja powietrza, belki z lokalnych gatunków drewna z biegiem lat stają się mocniejsze, a ich parametry nie ustępują belkom metalowym.
O jakości i wytrzymałości drewnianych belek stropowych
Projektanci w obliczeniach belek stropowych układają materiały budowlane o określonych właściwościach i normach eksploatacji, w oparciu o prawa stosowanej mechaniki i wytrzymałości materiałów. Wiedząc o tym, pojawia się pytanie: w jaki sposób budowniczowie poszczególnych domów sto lat temu radzili sobie bez tej wiedzy? Jednocześnie zbudowane przez nich domy żyją do dziś.
Wyjaśnienie jest proste: pozostawili znacznie większy margines bezpieczeństwa dla użytych materiałów. Nieco później radzieckie GOST zostały celowo obliczone i zatwierdzone z dużymi, czasami do 100% marginesami bezpieczeństwa. Jest to nieekonomiczne, czasem nieporęczne i pretensjonalne, ale niezawodność była priorytetem i zawsze pozostanie najważniejszym wskaźnikiem w budownictwie. Dziś ta praktyka jest zastępowana dokładnym obliczeniem drewnianej belki - to pozwala nie przepłacać za nadmierną, nieodebraną siłę.
Porównanie ze starymi metodami wyglądałoby nie na miejscu w opisie belek stropowych, gdyby nie jedna okoliczność.
Kupując na rynku belkę lub belkę o określonej wielkości, o wstępnie obliczonych parametrach, prywatny deweloper bez dużego doświadczenia często nabywa niewłaściwy materiał, który gwarantuje niezawodność.
Wiele pozornie nieistotnych niuansów może unieważnić wszystkie obliczenia:
- wysoka wilgotność;
- nieodpowiedzialne przechowywanie;
- ukryte wady;
- sortowanie;
- słabe liniowe parametry geometryczne;
- z góry określone choroby drewna.
Wniosek i wyjście jest tylko jeden: rynek zawsze będzie próbował oszukać początkującego budowniczego, więc najlepszym sposobem na zaoszczędzenie pieniędzy jest powierzenie pracy profesjonalistom.
Podstawowe punkty wyjścia do obliczania wymiarów
Przed przystąpieniem do montażu belek drewnianych należy je przyciąć do wymaganego rozmiaru lub połączyć.
Końce belek są zagłębione w ściany o co najmniej 15 cm, z osadzeniem lub bez.
Grubość ścian nośnych budynku wynosi zwykle co najmniej jedną cegłę lub 25 cm przy użyciu bloczków ściennych - 20 cm, co oznacza, że końce belek spoczywających na ścianach będą chronione przed zewnętrznymi wpływami atmosferycznymi.
W przypadku belki klejonej wejście w ściany można zmniejszyć do 10 cm, w skrajnych przypadkach belki mogą sięgać do głębokości 7 cm, ale materiał użytego drewna musi być najwyższej jakości.
Przydatne wideo
Biegi, przęsła, stopień, kotwienie: 10 podstawowych koncepcji i warunków montażu
- Belki stropowe to element nośny, to podstawa wytrzymałości całej konstrukcji.
- Schemat belek o rozpiętości (długości belki) 6 m lub mniejszej zakłada obciążenie od ciężaru wypełnienia między belkami a stropem.
- Belki układane są w kierunku równoległym do mniejszego boku przęsła. Odległość między belkami, zwana skokiem, zależy od materiału i przekroju.
- Stopień belek w zależności od ich rodzaju: deska - od 60 do 80 cm; z baru - od 60 do 100 cm; z kłód i belek klejonych - od 60 do 120 cm.
- Przęsła powyżej 6 m kryte są belkami (dźwigarami) o dużym przekroju.
- Przekrój belek drewnianych określa się obliczeniowo, w praktyce jego wysokość mieści się w zakresie 4–5% rozpiętości przęsła.
- Do mocowania ścian i stropów końce belek są albo kotwione w ścianach, albo stosowane są stalowe ściągi.
- Możliwe jest przechodzenie kotew przez jedną belkę, ale nie rzadziej.
- W pomieszczeniach o dużej wilgotności belki stropowe należy pozostawić otwarte.
- Do montażu podłóg wzdłuż belek układane są kłody lub kłody z pręta, do nich przybijane są deski podłogowe.
Jak obliczyć
Aby obliczyć drewniane belki podłogowe, kalkulator online nie zawsze jest wymagany. Wystarczy znać kilka wzorów i następujące dane:
- długość drewnianej belki stropowej (odległość między ścianami nośnymi);
- odległość między belkami (ich krok);
- obciążenie konstrukcji.
Obliczenie belek stropowych pozwoli Ci nie mieć wątpliwości co do sztywności i wytrzymałości konstrukcji, określić maksymalną długość dozwoloną dla danego przekroju.
Przydatne wideo
W celu określenia obciążenia konstrukcji konieczne jest dodanie wartości zmiennej i stałej. Ta ostatnia obejmuje wstępną masę samych belek, izolację, wypełnienie sufitu, szorstkie i wykończeniowe podłogi. Tymczasowe odnosi się do masy mebli i ludzi - około 150 kg/m2 - zgodnie z dokumentami normatywnymi lokalu mieszkalnego.
W przypadku poddasza wartość obciążenia użytkowego może być mniejsza, ale lepiej nie ryzykować i używać tego samego w obliczeniach. Zapewnisz więc pewien margines bezpieczeństwa, aw przyszłości, jeśli zechcesz, będziesz mógł wyposażyć strych na poddaszu bez przebudowy elementów nośnych.
Obliczenia belki drewnianej przeprowadza się według następujących wzorów:
- Mmax = (q*12)/8;
- Wтреб = Мmax/130.
q to obciążenie na metr kwadratowy m zakładki, w tym masa konstrukcji i 150 kg wartości użytkowej. Wskazane wartości należy pomnożyć przez odległość między belkami, ponieważ obliczenia wymagają obciążenia na metr bieżący, a początkowo wartość oblicza się na metr kwadratowy.
l2 - odległość między ścianami nośnymi, na których spoczywa bieg, pobrana w kwadracie.
Znając Wreq, możesz wybrać przekrój podłogi. W = b*h2/6. Znając W, sporządzono równanie z jedną niewiadomą. Tutaj wystarczy podać jedną cechę geometryczną b (szerokość przekroju) lub h (jego wysokość).
To jest ważne! Pomimo pozornej prostoty obliczeń, lepiej nie ufać osobom bez specjalistycznego wykształcenia, ponieważ koszt błędu może być bardzo wysoki.
Belki metalowe: tradycyjna niezawodność
Gdy deweloper ma okazję i prośbę o bardziej ambitną i całościową konstrukcję, stosuje metalowe belki stropowe o różnych przekrojach: narożnik z różnymi rozmiarami półek, kanał, trójnik, dwuteownik. Jeśli wykluczymy możliwość korozji metalu, to nie ma zastępowania takich belek pod względem wytrzymałości. Ale wykorzystanie metalu w indywidualnej konstrukcji mieszkaniowej jest również ograniczone szeregiem wskaźników:
- trudno jest pracować z metalem na wysokości;
- wymagane są specjalne mechanizmy do instalacji;
- spawanie, cięcie metalu i ochrona przed korozją to dodatkowe koszty;
- wysoki koszt materiału;
- belki metalowe podlegają izolacji od strychu.
Belki metalowe mają również pozytywne punkty:
- nie palą się;
- bardziej trwałe;
- można wydłużyć przęsła metalowe i zwiększyć odległość między belkami stropowymi;
- rodzaje belek metalowych są bardzo różnorodne i pozwalają stworzyć prawie każdą złożoność projektu.
W każdym razie lepiej powierzyć obliczenie belki metalowej profesjonalistom.
Wniosek
Wybór rodzaju podłogi, materiału na belki, staranne przygotowanie projektu, obliczanie obciążeń, w tym za pomocą kalkulatora online - to przyjemne zmartwienia, które można bezpiecznie przenieść na barki profesjonalistów. A potem będzie miło wspominać te zmartwienia za rok, ciesząc się przytulnością i wygodą w dobrym, solidnym domu.
