04.03.2018

Деревянные балки


а) Материал. Для балок употребляется чаще всего сосновый лес; ель гораздо слабее сосны и легко подвергается гниению, а потому из нее не следует делать балок; дуб — очень прочен, но ствол его обыкновенно не бывает прямым и обделка его затруднительна, вследствие чего он употребляется только там, где нет сосны. Бревна для балок берутся сухие, здоровые, без всяких признаков гниения, без червоточины, не сухоподстойные, не закомлеватые, не свилеватые, без косослоя, наплывов, морозобоин и других недостатков.

Вид поперечного сечения балок зависит от конструкции пола и потолка.

При простильных черных полах (потолок верхнего этажа) балки представляют круглые бревна, отесанные на два небольших (шириною 2—5 см в отрубе) канта (фиг. 414); ширина кантов увеличивается к комлевому концу, так как они должны представлять две параллельные плоскости.
При устройстве наборного черного пола (подбора) в балке, отесанной на два канта, выбираются с боков две четверти а и b (фиг. 415); выступающие части m и n называются черепами или перьями; на них кладутся концы досок подбора; иногда четверть s выбирается только с одной стороны балки, а с другой она заменяется пазом t; последний вид поперечного сечения балки несколько увеличивает сопротивление, но затрудняет наблюдение за правильностью укладки подбора.

Для чистых потолков (без подшивки и штукатурки) бревна для балок отесываются в чистые брусья (фиг. 416).
В тех случаях, когда лес привозится издалека, особенно — по сухому пути, он, в видах экономии на провозочной плате, заготовляется в виде брусьев наибольшего сопротивления, т. е. с отношением ширины к высоте сечения, как 5:7 (фиг. 416, b); когда балки имеют вид брусьев, к ним, для устройства подбора S, прибивают с боков 6—7-сантиметровые бруски mm (фиг. 417) посредством 20-сантиметровых (8-дюймовых) гвоздей (но 3 гвоздя на 2 пог. метра бруска); бруски m следует прибивать на 1—3,5 см от нижнего канта балки.

б) Укладка балок; их толщина. Для образования плоского покрытия балки укладываются горизонтально (под ватерпас), параллельно друг другу (если это возможно), в среднем расстоянии в 1 м ось от оси; притом балки следует располагать по меньшему измерению перекрываемого помещения (не вдоль, а поперек помещения).

При соблюдении этих условий каждая балка несет нагрузку приходящуюся от полосы покрытия, шириною в 1 м, а вся балка, длиною в L м, несет груз от L кв. м перекрытия; зная собственный вес пола с потолком и величину наибольшей временной нагрузки пола, можно, по правилам, даваемым в строительной механике, определить необходимые размеры балок.
В обыкновенных жилых зданиях, где нагрузка на балки не может быть чрезвычайно велика, высота балок прямоугольного сечения в виде брусьев наибольшего сопротивления может назначаться — по правилам Ронделе — в 1/24 перекрываемого ими пролета; другими словами: в высоте балки должно быть в 4 1/6 раз более сантиметров, чем метров в пролете (или вершков вдвое больше, чем саженей в пролете). Этим правилом однако можно руководствоваться только для 6—8-метровых пролетов; при более длинных балках толщина их, рассчитанная по правилу Ронделе, получается избыточною, для балок же короче 6 м недостаточною.

Валки с черепами на практике обыкновенно принимаются по сопротивлению на излом равными балкам, имеющим прямоугольное сечение 5:7, одинаковой с ними высоты.

Весьма часто балки нельзя уложить строго параллельно одна другой, в расстоянии 1 м ось от оси: концы их приходится отодвигать в ту или другую сторону, чтобы они не попадали в дымовые каналы, на оконные или дверные перемычки и т. п. (фиг. 418).
При этом необходимо соблюдать правило, чтобы расстояние между балками не было нигде более 1,7 м и менее 0,55 м в свету; если раздвиганием и сдвиганием балок в указанных пределах нельзя достигнуть возможности заделки их концов в стены, как напр, для балок 5-й и 1-й, то прибегают к рубке ригелей (rr).

в)Ригеля. Ригелем называется короткая балка, толщина которой одинакова с прочими, врубленная концами лапою в две балки через одну, напр., в 4 и б; при врубке крайней балки (напр., 1-й) в ригель, этот последний одним концом закладывается в стену, а другим — врубается во 2-ю балку (фиг. 418).
Способ врубки ригеля в балки, а также балки в ригель, показан на фиг. 419; врубка, представленная на фиг. 420, несколько менее ослабляет балку, но выделка ее труднее предыдущей, так как она выделывается долотом, а не пилою, как первая. Верхние канты балок и ригеля, конечно, должны лежать в одной плоскости.

При врубке ригелей надо соблюдать следующие правила:

1) в одну балку не следует врубать более одного ригеля (и. крайнем случае —- по одному ригелю в каждый конец балки);

2) на один ригель не следует класть более одной балки;

3) ригеля врубать близ концов балок, почти вплотную к стене или в расстоянии 10—25 см от нее; это правило надо соблюдать для того, чтобы не ослаблять балок врубками там, где момент сил, изгибающих балку, велик, т. е. близ ее средины;, врубки же в концах балки не уменьшают ее сопротивления, так как здесь изгибающий момент очень мал; и

4) ригель выгоднее врубать в комлевые концы балок, на ригель же — класть балку ее тонким концом.

Должно заметить, что врубка ригелей в большом количестве несколько ослабляет конструкцию покрытия, а потому злоупотреблять ими не следует.

г) Заделка концов деревянных балок в стены. 1. Заделка балок деревянные стены.

Концы балок заделываются в стены, которым они передают давление от собственного веса покрытия и от временной его нагрузки.

Заделка концов деревянных балок в деревянные же стены производится, как было раньше сказано, полусковороднем или полулапою без прируба или с прирубом, причем половые балки нижнего этажа зарубаются между 2-м и 3-м венцами, если фундамент на стульях, и между 1-м и 2-м, если он непрерывный; потолочные же балки зарубаются между 2-м и 3-м или между 3-м и 4-м венцами сверху, но так, чтобы между оконными проемами и балками был по крайней мере один венец, не ослабленный врубкою балок или вырубками для проемов»
Весьма часто половые балки нижнего этажа в деревянных строениях укладываются концами на внутренние обрезы непрерывного фундамента, по 6-сантиметровой (2%-дюймовой) доске m (фиг. 421), уложенной по осмоленным прокладкам из досок n. Доска m способствует равномерному распределению давления балок на фундамент и устраняет промерзание последнего в направлении ху (пунктир).

Второй способ укладки балок выгоднее первого, так как требует, при одинаковых пролетах, менее длинных балок на 45—55 см, да и самая работа укладки балок на обрезы фундамента обходится дешевле зарубки их в стены; к выгодам второю способа следует отнести еще и то, что здесь концы балок предохранены от промерзания, а потому не так подвержены загниванию; но первый способ имеет за собой ту выгоду, что, связывая между собою нижние венцы, увеличивает устойчивость строения. При врубке балок в деревянные стены следует заботиться о возможно более плотной врубке их; от усыхания, впрочем, впоследствии всегда между балками и венцами образуются щели, которые через 2—3 года после постройки следует тщательно проконопачивать, чтобы через них не дуло и не проникал холод.

2. Заделка балок в каменные стены. В каменные стены балки заделываются или одновременно с возведением стен, или по окончании каменной кладки и после покрытия строения крышею. Каждый из этих способов имеет свои выгоды и недостатки.

При укладке балок одновременно с возведением стен облегчается работа подноски и укладки балок, достигается некоторая связь между еще не успевшими окрепнуть стенами, является возможность устройства внутренних подмостей (по балкам, чти значительно облегчает работу кладки стен, и, наконец, облегчается надзор за правильностью укладки и заделки балок; неудобства же этого способа заключаются в том, что балки закладываются в свежую, сырую кладку, отчего деревянные балки легко загнивают, тем более, что в течение всей кладки стен они подвергаются действию атмосферных осадков и воды, разливаемой на подмостях при смачивании кирпича, приготовлении раствора и пр.

При укладке балок по окончании кладки стен выгодными условиями являются: заделывание концов их в несколько просохшие уже стены и предохранение их от атмосферных осадков крышею: последнее, впрочем, имеет значение лишь при условии употребления на балки леса сухого, вылежавшегося, а не поднятого прямо из воды или свеже-срубленного, как это нередко практикуется; зато при заделке балок по окончании кладки степ эти последние будут в менее благоприятных условиях устойчивости во время их возведения, нельзя будет, пользуясь балками, устраивать внутренних подмостей, которые придется заменить дорого стоящими внутренними лесами, затруднится подъем, подноска и укладка балок, а также — заделывание их концов в стены, особенно же будет затруднено наблюдение за правильностью укладки и заделки и за устройством надлежащих разделок от дымовых каналов. Для того, чтобы возможно было заложить балки в оставленные для них в стенах гнезда, необходима или оставить в одной из стен вдвое более глубокие гнезда, чтобы, вдвинув в них концы балок А (фиг. 422), можно было противоположные концы В' подвести к соответствующим гнездам В и вложить в них, выдвигая на половину длины из гнезда А или, оставляя оба гнезда лишь требуемой глубины, в одном из них (В, фиг. 423) устроить вертикальную борозду BB', через которую и заводить в гнездо В конец балки В', после того как конец А будет вложен в соответствующее, гнездо.
Из вышесказанного видно, что укладка балок одновременно с возведением стен, если приняты должные меры против загнивания концов их, выгоднее, чем укладка их после подведения здания под крышу. Только при большой спешности каменных работ, когда их не желают задерживать укладкою балок (напр., в виду ожидаемого наступления морозов и т. п.), можно обращаться ко второму способу, оставляя укладку балок на зиму или на весну следующего года.

3. Способы заделки концов деревянных балок в каменные стены. Концы деревянных балок заделываются в каменные стены следующими способами:

При толстых стенах балки закладываются в них на длину, равную их высоте или диаметру: так, 27-сантиметровые (6-вершковые) балки заделываются на 27 см, 23-сантиметровые (5-вершковые) — на 23 см и т. д.; впрочем, такая заделка несколько преувеличена; правильнее глубину заделки (s) определять по пролету, беря 2 см на каждый метр пролета и прибавляя еще 7—9 см или считая ее в вершках равною числу саженей в пролете — 1,5 или 2 вершка.

Так, длина заделываемых концов трех-саженной балки будет равна 3+1,5 = 4,5 или 3+2 = 5 вершков.

Заделываемые концы балок всегда отесываются на 4 канта (фиг. 424, а); поэтому, если бы балка была с черепами (k), то последние на концах должны быть стесаны (фиг. 424, b); делается это для того, чтобы уменьшить ширину оставляемых в стенах гнезд.
Под концы балок на стену укладываются подкладки из хорошо осмоленной доски, толщиною 4—5 см (1,5—2 дюйма) (s, фиг. 425), а с боков, сверху и сзади конца балки в гнезде оставляется зазор, шириною 5—10 см, чтобы туда можно было засунуть руку и очистить его от мусора, попавшего раствора и пр.; этот зазор вокруг конца балки должен быть не засорен для свободного движения здесь воздуха, просушивающего кладку и предохраняющего конец балки от загнивания, осмоленная же доска изолирует ее от соприкасания со свежею кладкою.
Если лес на балки идет здоровый, сухой, без синевы и других признаков гнили, то описанной меры обыкновенно бывает достаточно для предупреждения загнивания концов; если же качества леса не высоки и, особенно, когда есть основание опасаться, что он заражен спорами Merulius lacrimans, тогда, кроме того, следует принять еще более серьезные меры, а именно:

а) концы балок на всю длину заделки обмазать горячею смолою, при этом ни в каком случае не засмаливать торца;

б) по осмолении концов, обить их с боков и торца войлоком, придерживая его прибитыми поверх дранками (по 2 с каждой стороны — фиг. 426);

в) до осмоления покрыть концы балок или всю их длину раствором сулемы (2:1000) или крепким раствором медного или цинкового купороса;

г) заделать в стены, перед укладкою балок, для образования гнезд, ящики из 4—5-сантиметровых (1,5—2 дюймовых) досок (фиг. 427), хорошо осмоленные снаружи и изнутри; концы балок должны в них лежать с зазором в 3,5—5 см со всех сторон; осмоление ящиков необходимо, тик как в противном случае они загниют и распространят гниение на балки.
Заделка ящиков усложняет работу по укладке балок и, кроме того, сами ящики могут загнить. Поэтому рациональнее вместо заделки ящиков обертывать концы балок толем.

д) Оставить в стенах против торца каждой балки сквозные отверстия b (фиг. 427, пунктир), называемые прозорами, для облегчения проветривания заделанных концов; отверстия эти, размером 13,5х13,5 см (3х3 вершка), заделываются кирпичом на растворе обыкновенно уже при чистой отделке фасада; однако представляя весьма хорошее средство для предупреждения загнивания концов балок в первый год, эти прозоры представляют и значительное неудобство в том отношении, что очень трудно бывает проследить правильность заделки их, производимой часто с люльки; если же они будут заделаны небрежно, напр, в 1/2 кирпича, то впоследствии, зимою, стена здесь будет промерзать насквозь и балки очень скоро загниют.

При укладке балок после подведения здания под крышу обыкновенно бывает достаточно уложить концы их на осмоленные дощечки и, кроме того, осмолить их с боков.

Если стены тонки (или балки несколько коротки), то обыкновенно заделывают концы балок на меньшую глубину, чтобы они не промерзали.

Когда имеется внутренний обрез стены (s фиг. 428), то глубина гнезда делается меньше на ширину обреза; так, при ширине обреза в 13 см, для 6-метровой (3-саженной) балки достаточно углубить ее конец в стену на 7—9 см.
Если внутреннего обрезанет, то, чтобы уменьшить заделку балок в стены или вовсе избежать ее, можно сделать в кладке стены выступы N (фиг. 429), на которые уложить прогоны (мауерлаты) k и на последние положить концы балок. Вместо кирпичных выступов можно устроить для поддержания прогона железные кронштейны t (фиг. 430), концы которых должны быть заложены в стену: верхний, кончающийся обухом со штырем z — насквозь или за 1/2 кирпича от наружной поверхности степы, нижний — за 1/2 кирпича от внутренней ее поверхности. Кронштейны располагаются через каждые 1—2 м в зависимости от величины пролета.

В последних случаях, для прикрытии некрасивых выступов и прогонов, приходится прибегать к устройству широких карнизов rr.
Наконец, когда длина балок значительно менее пролета, который надо ими перекрыть, или когда их толщина менее той, которая требуется для данного пролета, то балки поддерживаются консолями. Консоли состоят из двойного вертикального бруска A (фиг. 431), заделанного в стену за подлицо, горизонтального бруса — В и подкоса С, врубленного в первые два — зубом и скрепленного с ними скобами хх: вертикальный брус стягивается двумя или тремя болтами. Верхний конец вертикального бруса е должен возвышаться настолько, чтобы в него упирался короткий брус fi, который другим концом должен плотно упираться в торец балки g, конец которой кладется на консоль.

Давление балки G, разлагаясь по двум направлениям, дает две составляющие: N — направленную по оси подкоса С и уничтожающуюся сопротивлением подкоса и кладки стены, и P— направленную от стены но оси балки, стремящуюся повернуть (вывернуть из его гнезда) консоль, и уничтожаемую сопротивлением балки и бруса ft (сжатием их). Поддерживая концы балок такими консолями, можно употреблять для потолков балки, длина которых на 1/3—1/6 менее пролета, а в зависимости от того — и меньшей толщины.

Консоли прикрываются обыкновенно лепными или отштампованными из листового железа или цинка кронштейнами, укреплен ними к стене и балкам гвоздями и проволокою; такая отделка значительно повышает стоимость потолка. Другое неудобство консолей — передача давления на стены с некоторым горизонтальным распором Q (фиг. 431), равным Р, величина его тем больше, чем длиннее горизонтальный брус и короче вертикальный брус (чем меньше угол а подкоса с горизонтом) и чем больше величина нагрузки G на конец консоли; этот распор должен быть принят во внимание при расчете устойчивости стен.

Если пролет, перекрываемый деревянными балками, очень велик, прибегают к конструкции составных балок и даже к сложным балкам шпренгельной системы; однако следует заметить, что такие конструкции всегда выгодно заменять металлическими балками, более надежными и безопасными в пожарном отношении.

При укладке деревянных балок должно соблюдать следующие правила:

1. Класть балки по наименьшему пролету фиг. 418 и черт. 2 вкладного листа, на котором оси балок обозначены толстым пунктиром); исключение может быть сделано только для помещений, приближающихся к форме квадрата, или для малых помещений, в которых больший пролет соответствует размерам имеющихся в продаже балок; в таком случае может быть выгодно положить балки по большому пролету (напр., по ВС, черт. 2 вкладного листа), чтобы не резать балок на куски с остатками.

2. В продаже наиболее часто имеются балки, длиною в 6 и 8 м; можно достать и 10-метровые, но они чрезвычайно дороги; разрезая балки пополам, получим еще 3- и 4-метровые (1,5- и 2-саженные) балки; ими можно перекрывать следующие пролеты.
Для перекрытия всяких других пролетов придется отпиливать от бревен концы, которые не всегда могут быть употреблены в постройку, а потому часто идут на дрова. В деревянных строениях величина пролета в свету определяется длиною балок без длины двух концов по 23—27 см (5 или 6 вершков) на зарубку их в стены.

3. Число балок n определяется по длине перекрываемого помещения L м, а именно:

n = L + 1,

так как среднее расстояние между осями балок 1 м и по краям помещения должны быть уложены вплотную или в расстоянии 4—7 см; к стенам 1-я и n-я балки. Эти крайние к стенам балки отесываются на один череп (фиг. 432).
Если L — число дробное, то и n может получиться дробным; если дробь меньше 0,5 — она откидывается, если более 0,5, то вместо нее к целому числу n прибавляется единица.

4. Толщина балок определяется по правилам, изложенным ранее.

5. Заготовленные внизу, на стороне, балки поднимают на постройку и укладывают на место, горизонтально, параллельно друг к другу, на расстоянии 1 м ось от оси; концы их осмаливают и оборачивают войлоком, после чего приступают к точной укладке их на место, соблюдая нижеследующие правила.

6. Предел удаления балки от балки — 1,7 м, предел сближения 0,55 м в свету.

7. Концы балок не должны лежать непосредственно на перемычках окон и дверей; если раздвиганием балок и врубкою ригелей этого нельзя избежать, то следует: или утолстить перемычку на 1/2—1 кирпич против ее рассветной толщины, или положить под конец балки на перемычку 10—12-сантиметровую (4—5-дюймовую) балку или кусок рельса длиною 0,8—1 м.

8. Концы деревянных балок должны отделяться от внутренней поверхности дымовых (и вытяжных) каналов (фиг. 433) толщею кирпичной кладки не менее 40 см; эти разделки следует класть, особенно тщательно заполняя швы и перевязывая их; заделываемые около дымовых каналов концы балок осмаливать не следует, их нужно лишь оборачивать войлоком.
В крайнем случае разделки от дымовых каналов можно делать и в 25 см (1 кирпич) толщиною, но при непременном условии, чтобы кладка была очень плотная и чтобы конец балки был обернут войлоком, вымоченным в жидкой глине и, поверх него, обит куском кровельного железа.
Такой же толщины разделки (на глине) следует делать против балок (и против других деревянных частей) напуском кирпича (А. фиг. 434) в тех случаях, когда дымовые каналы поперечной стены проходят около бока балки; против разделки балка обивается пропитанным жидкою глиной войлоком и листовым железом.

9. При заделке в наружные каменные стоны отапливаемых помещений торцевые части балок должны отделяться от наружной поверхности стены толщею кирпичной кладки не менее 50 см (2 кирпича), чтобы они не промерзали; в верхних этажах, где толщина стен лишь в 2,5 кирпича, торцы балок могут лежать только за 1,5 кирпича от наружной поверхности, но, взамен недостающей 0,5 кирпича, следует торец балки обить двойным слоем войлока.

10. Ригеля врубаются согласно вышеприведенным правилам (не более одного ригеля в балку и не более одной балки на ригель); против ригелей устраиваются такие же разделки, как и против балок. Если почему-либо нельзя врубить ригеля во вторую с края балку (фиг. 434) для поддержания первой — крайней, то под ее конец можно подвести кусок рельса или 10—12-сантиметровой (4—5-дюймовой) железной балки mn, с угла на угол, заделав концы ее в стены и врезав ее в балку снизу, за подлицо с нижним кантом.

11. Балки следует укладывать комлями попеременно то в одну, то в другую сторону.

12. При укладке балок горизонтальность их поверяется ватерпасом; при этом выверстывать балки следует подделкою кирпичной кладки под концы балок, а не подклиниванием концов их щепочками и дощечками.

13. По выверстке балок, к ним прибиваются, в случае надобности, анкера со штырями (фиг. 435, A и B) или скобы (фиг. 435).
Анкера с обухами устраиваются из полосового железа, размером 0,6—1,25 на 5—6 см (1/4—1/2 на 2—2,5 дюйма), а штырь длиною 0,55—0,8 м — из квадратного железа 2—2 см (3/4x3/4 дюйма); скобы делаются из брусковою или полосового железа, толщиною 1—1,25 см, шириною 4—5 см. Цель расположения анкеров и скоб — скрепление стен балками для придания им большей устойчивости; легко видеть, что цель эта таким способом не может быть достигнута, так как сопротивление подобного скрепления совершенно ничтожно по сравнению с теми напряжениями, которые могут развиваться в стенах при неправильной осадке их или при других условиях, вызывающих отклонение стен от вертикального положения.
14. По укладке балок продолжают кладку стен, оставляя вокруг концов балок зазор в 5—10 см шириною; гнездо балки перекрывается напуском кирпича (фиг. 437, А), или, при очень толстых балках, перемычкою в 1/2 кирпича (В; после этого зазор около конца балки тщательно очищается от мусора и остается открытым для воздуха до настилки чистых полов в помещениях.

Если концы балок прокрыты раствором сулемы и осмолены, а затем обиты войлоком или толем, то их можно заделывать кладкою вплотную, без зазора.





Яндекс.Метрика