Как посчитать раскладку фанеры на пол экономно

Определение прогиба фанерного листа

Итак имеется ячейка с размерами в свету 50х50 см, которую планируется зашить фанерой толщиной h = 1 см (вообще-то согласно ГОСТ 3916.1-96 толщина фанеры может быть 0.9 см, но мы для упрощения дальнейших расчетов будем считать, что у нас фанера толщиной 1 см), на фанерный лист будет действовать плоская нагрузка 300 кг/м2 (0.03 кг/см2). На фанеру будет наклеиваться керамическая плитка, а потому очень желательно знать прогиб фанерного листа (расчет фанеры на прочность в данной статье не рассматривается).

Соотношение h/l = 1/50, т.е. такая пластина является тонкой. Так как мы технически не сможем обеспечить такое крепление на опорах, чтобы лаги воспринимали горизонтальную составляющую опорной реакции, возникающую в мембранах, то и рассматривать фанерный лист, как мембрану, не имеет смысла, даже если ее прогиб будет достаточно большой.

Как уже отмечалось, для определения прогиба пластины можно воспользоваться соответствующими расчетными коэффициентами. Так для квадратной плиты с шарнирным опиранием по контуру расчетный коэффициент k₁ = 0.0443, а формула для определения прогиба будет иметь следующий вид

f = k₁ql4/(Eh3)

Формула вроде бы не сложная и почти все данные для расчета у нас есть, не хватает только значения модуля упругости древесины. Вот только древесина — анизотропный материал и значение модуля упругости для древесины зависит от направления действия нормальных напряжений.

Так, если верить нормативным документам, в частности СП 64.13330.2011, то модуль упругости древесины вдоль волокон Е = 100000 кгс/см2, а поперек волокон Е₉₀ = 4000 кг/см2, т.е. в 25 раз меньше. Однако для фанеры значения модулей упругости принимаются не просто, как для древесины, а с учетом направления волокон наружных слоев согласно следующей таблицы:

Таблица 475.1. Модули упругости, сдвига и коэффициенты Пуассона для фанеры в плоскости листа

Можно предположить, что для дальнейших расчетов достаточно определить некое среднее значение модуля упругости древесины, тем более, что слои фанеры имеют перпендикулярную направленность. Однако такое предположение будет не верным.

Более правильно рассматривать соотношение модулей упругости, как соотношение сторон, например для березовой фанеры b/l = 90000/60000 = 1.5, тогда расчетный коэффициент будет равен k₁ = 0.0843, а прогиб составит:

f = k₁ql4/(Eh3) = 0.0843·0.03·504/(0.9·105·13) = 0.176 см

Если бы мы не учитывали наличие опирания по контуру, а производили расчет листа, как простой балки шириной b = 50 см, длиной l = 50 см и высотой h = 1 см на действие равномерно распределенной нагрузки,то прогиб такой балки составил бы (согласно расчетной схеме 2.1 таблицы 1):

f = 5ql4/(384EI) = 5·0.03·50·504/(384·0.9·105·4.167) = 0.326 см

где момент инерции I = bh3/12 = 50·13/12 = 4.167 см4, 0.03·50 — приведение плоской нагрузки к линейной, действующей по всей ширине балки.

Таким образом опирание по контуру позволяет уменьшить прогиб почти в 2 раза.

Для пластин, имеющих одну или несколько жестких опор по контуру, влияние дополнительных опор, создающих контур, будет меньше.

Например, если лист фанеры будет укладываться на 2 смежные ячейки, и мы будем рассматривать его как двухпролетную балку с равными пролетами и тремя шарнирными опорами, не учитывая опирание по контуру, то максимальный прогиб такой балки составит (согласно расчетной схемы 2.1 таблицы 2):

f = ql4/(185EI) = 0.03·50·504/(185·0.9·105·4.167) = 0.135 см

Таким образом укладка фанерных листов как минимум на 2 пролета позволяет уменьшить максимальный прогиб почти 2 раза даже без увеличения толщины фанеры и без учета опирания по контуру.

Если учитывать опирание по контуру, то мы имеем как бы пластину с жестким защемлением по одной стороне и шарнирным опиранием по трем остальным. В этом случае соотношение сторон l/b = 0.667 и тогда расчетный коэффициент будет равен k₁ = 0.046, а максимальный прогиб составит:

f = k₁ql4/(Eh3) = 0.046·0.03·504/(0.9·105·13) = 0.096 см

Как видим, разница уже не столь значительная, как при шарнирном опирании по контуру, но в любом случае почти двукратное уменьшение прогиба при наличии жеского защемления по одной из сторон может оказаться очень полезным.

Ну а теперь мне хотелось бы сказать пару слов о том, почему модули упругости для фанеры различаются в зависимости от направления волокон, ведь фанера такой хитрый материал, в котором направления волокон в соседних слоях перпендикулярны.

Фанера на пол: варианты укладки – Школа пола

Тема этой статьи – фанерный пол. Мы выясним, в каких случаях есть смысл использовать фанеру и как именно она может укладываться. Кроме того, мы постараемся осветить ряд проблем, возникающих на разных стадиях работ.

На фото – черновой пол из фанеры на стадии подготовки к укладке линолеума.

Цели

Для чего укладывается фанера на полы?

1. Когда нужно выровнять поверхность перед укладкой чистового покрытия.
2. Когда нужно смонтировать настил, который спрячет утепление и/или коммуникации.

Уточним: материал вполне может использоваться и в качестве чистового покрытия. Покрытый паркетным лаком, шпон прекрасно смотрится; однако аккуратно уложить листы и не оставить на виду крепеж довольно трудно.

Давайте немного конкретизируем задачу: рассмотрим отдельно все возможные сценарии.

• Простейший случай – укладка фанеры на бетонную стяжку пола для устранения незначительных неровностей пола.
• По деревянному полу материал может настилаться в тех же целях – чтобы устранить неровности и щели между досками. Впрочем, высокие выступы (к примеру, там, где доска пошла “пропеллером”) придется убрать до укладки.
• Использование в сухой стяжке – еще один вполне жизнеспособный вариант. Обычно для этих целей используется гипсокартон; однако он не защищен от ударных воздействий. Если в качестве финального покрытия укладывается ламинат или паркет, проблем хрупкость гипса не создаст; а вот если предполагается укладка линолеума или ковролина, для настила лучше предпочесть более прочные материалы.
• Наконец, половая фанера настилается по лагам. От традиционного варианта – досок – она выгодно отличается дешевизной, скоростью укладки и большей жесткостью при той же толщине. Соответственно, можно обойтись более тонким настилом, который украдет меньше высоты помещения.

В городской квартире с невысокими потолками последний пункт особенно важен.

Давайте рассмотрим каждый случай отдельно.

Материал

В этом случае используется фанера ФК толщиной 10 миллиметров. Почему именно ФК, а не более водостойкая ФСФ? Потому, что мы говорим о жилом помещении: если для склеивания ФК используются безвредные карбамидные смолы, то в случае ФСФ придется иметь дело с фенолформальдегидными, сохраняющими летучесть значительное время.

Может ли использоваться для выравнивания пола ламинированная фанера? Противопоказаний нет; однако в этом случае цена фанеры на пол окажется неоправданно высокой.

Ламинирующее покрытие не обладает достаточной износостойкостью, чтобы использоваться в качестве финального на полу; единственно его достоинство в нашем случае – определенная защита от воды. Довольно иллюзорная, впрочем, защита: если пол будет затоплен, торцы и тыльная поверхность, если их не проолифить до укладки, все равно разбухнут.

Технология

Как же выровнять бетонную стяжку пола своими руками?

1. Очищаем пол от мусора и пыли.
2. Грунтуем любым праймером. Грунтовка улучшит сцепление клея с поверхностью.
3. Раскладываем листы по поверхности пола таким образом, чтобы в каждом следующем ряду поперечные швы смещались относительно предыдущего. Крестообразные соединения нежелательны: если под ними будет углубление, материал неизбежно продавится. Желательно оставить зазоры в 2-3 миллиметра: они компенсируют неизбежное разбухание при колебаниях влажности.
4. Поочередно приподнимаем листы, наносим на нижнюю поверхность каучуковый паркетный клей и укладываем обратно, фиксируя забивными дюбелями (16 – 20 штук на лист).

На бугристом основании листы лучше порезать на небольшие квадраты. Это поможет избежать внутреннего напряжения и расслоения.

Полезные мелочи

Плотный утеплитель под фанеру на пол (пенопласт С-35 и выше, экструдированный пенополистирол) позволяет увеличить шаг между лагами без снижения жесткости пола. Разумеется, при условии, что он уложен на одном уровне с поверхностью лаг.

Альтернатива лагам – пол из фанеры на анкерах. Анкерные болты вкручиваются в бетон с шагом 25 см; на выступающую над полом резьбу на них по уровню наворачиваются гайки с шайбами. Затем устанавливается собственно фанерный лист толщиной 15-18 миллиметров и фиксируется вторым комплектом из шайбы и гайки. Излишек резьбы срезается.

Наливной пол на фанеру и доски, вопреки распространенному мнению, заливать можно, но с определенными ограничениями:

• Обязательна гидроизоляция настила.
• Минимальная толщина цементно – полимерного покрытия – 2,5 сантиметра.
• Арматурная сетка обязательна.

Исключение – полностью полимерные наливные полы. Они, в отличие от песчано-цементных смесей, не содержат воды, которая может вызвать деформацию основания.

Сухая стяжка

Материал

В этом случае разумный минимум толщины – 8 миллиметров. Понятно, ничто не мешает использовать более толстую фанеру; но вспомните, сколько стоит 8-миллиметровый лист и сколько – 12-миллиметровый. И подумайте еще раз, нужно ли вам делать толще и без того надежное покрытие.

Технология

Инструкция по укладке сухой стяжки ничем не отличается от той, которая используется для гипсокартона. Единственное отличие – в том, какой клей используется для связки слоев между собой.

Если для гипсокартона вполне подойдет Бустилат или ПВА, то в нашем случае наиболее дешевым вариантом будет КС отечественного производства.

1. Разравниваем подсыпку (отсев керамзита или песок) по маякам, используя правило или длинную прямую доску.
2. Раскладываем листы первого слоя. Обычно они укладываются от двери; если в силу каких-то причин удобнее начать от дальней стены помещения, для перемещения по подсыпке придется использовать мостики из той же фанеры. Порядок раскладки – все тот же, со смещением поперечных швов от ряда к ряду.
3. Второй слой укладывается таким образом, чтобы все швы были смещены относительно швов первого слоя как минимум на 20 сантиметров.
4. Затем листы поочередно поднимаются, промазываются клеем и укладываются с фиксацией саморезами. Шаг – примерно 25 сантиметров.

Основы вычислений

Для начала следует понять, что именно требуется рассчитать. Дело в том, что деревянный брус или доска балки под нагрузкой способно изогнуться до определенного предела – эта величина называется пределом прочности – и при дальнейшем увеличении нагрузки сломаться. Под действием нагрузки изогнувшаяся балка может также выскользнуть из креплений. Чтобы избежать этого или хотя бы снизить риск такой неприятности, деревянные балки стараются заделать в кладку дома или прикрепить с помощью кронштейнов, уголков и других видов деталей к деревянной стене дома. Используют также врубку балки в венец стены. Все такие виды фиксации считаются жесткой заделкой.

Вот так примерно выглядит расчетная схема для однопролетной балки, то есть изделие, у которого закреплены только концы. Здесь L – пролет балки, расстояние между опорными точками, Q – распределенная нагрузка, f – величина прогиба.

Основой для расчета предельно допустимого прогиба, как и источником других данных о работе деревянных конструкций, является СП 64.13330.2011. Согласно этому документу, предельный прогиб балки для межэтажных перекрытий не должен превышать 1/250 часть длины пролета.

То есть для балки с длиной 6 м допустимый прогиб составит 24 мм. Если же брать более строгие значения (для штукатурки на потолке и требующих строгой плоскости пола второго этажа напольных покрытий, например, плитки) – 1/350, допустимый прогиб уменьшается до 17 мм.

В целом для вычислений используют формулу f=L/350, при этом длину пролета указывают в миллиметрах.

Таблица 1.1. Допустимый прогиб деревянных конструкций.

Соответственно, при расчете балки на прочность в онлайн-калькуляторе или вручную следует уменьшать сечение только до тех пределов прогиба, которые меньше вычисленного значения.

На иллюстрации выше показана расчетная схема для распределенной нагрузки, то есть такой, которая равномерно распределяется по всей балке. Обычно в жилых помещениях используется именно эта схема. Однако при размещении в комнате мебели или оборудования большого веса, особенно не возле стены (на которую опирается край балки), а на некотором удалении от нее, иногда бывает разумнее использовать схему расчета для сосредоточенной нагрузки.

Вот так примерно создается сосредоточенная нагрузка на балку.

Таблица 1.2. Схемы расчета деревянных балок с одной сосредоточенной нагрузкой.

Здесь и далее Е – модуль упругости древесины Е=100 000 кгс/м2), I – осевой момент инерции балки.

Таблица 1.3. Схемы расчета деревянных балок с двумя сосредоточенными нагрузками.

Таблица 1.4. Расчет балки с двусторонним жестким защемлением при равномерно-распределенной нагрузке.

В зависимости от того, куда именно приложены нагрузки и в каком количестве, используется расчетная схема соответствующего типа.

Для бруса, защемленного в стене только одним концом (консольное крепление), используются другие формулы расчета деревянной балки на прочность. Обычно такие вычисления нужны при проектировании навесов на деревянных балках-опорах, больших вылетов крыши и других подобных случаях.

Таблица 1.5. Расчет консольной балки при одной сосредоточенной нагрузке.

Таблица 1.6. Расчет консольной балки при одной неравномерно-распределенной нагрузке.

Таблица 1.7. Расчет консольной балки при одной равномерно-распределенной нагрузке.

Формулы кажутся громоздкими и сложными, но фактически обычному пользователю при расчете деревянных балок перекрытия важно просто представлять себе характер распределения действующих на балку сил и понимать – чтобы соблюсти условия прочности, необходимо правильно выбрать схему приложения нагрузок

Укладка по лагам на бетон

Материал

Толщина в этом случае определяется предполагаемым расстоянием между лагами:

• При шаге в 40 см используется 15-миллиметровая фанера.
• Для шага в 60 см придется закупаться как минимум 22 – миллиметровой.

Лаги – исключительно из просушенной до влажности не более 20% древесины. Дерево так называемой естественной влажности гарантированно деформируется при высыхании. Сечение – от 50х50 до 50х100 миллиметров.

Технология

1. Лаги раскладываются с постоянным шагом. Размер листа фанеры должен быть кратным шагу между лаг, чтобы стык листов пришелся на лагу.

На первом этаже и в частном доме обязательна гидроизоляция. Пол намного холоднее воздуха и зимой будет собирать конденсат.

1. Лаги выставляются в горизонт. При этом используются подкладки – отрезки фанеры и бруска.

1. Следующий этап – фиксация лаг к полу. Для этого используются шурупы с пластиковыми дюбелями или, что надежнее, анкера под отвертку.
2. Фанера раскладывается так же, как в описанных выше случаях. На ней размечаются линии середины лаг.
3. Затем с шагом 25-30 сантиметров материал крепится саморезами. Разумеется, с предварительным засверливанием отверстий. Пол готов к укладке чистового покрытия.

Цена и расчет материала

Стоимость фанеры зависит от размеров листа, его толщины и сортности. Последняя определяется наличием дефектов на поверхности материала:

1. Сорт Е – лист не имеет любых видимых повреждений, дефектов и неровностей;
2. I – допустимы незначительные изъяны без сучков, гнили;
3. II – возможны небольшие здоровые сучки;
4. III – допустимы сучки, отверстия по размеру не превышающие 6 мм;
5. IV – этот сорт изделий может иметь любые повреждения до 40 мм.

Таблица средней стоимости разных видов фанеры за лист.

Марка и толщина в мм	Сорт	Размер	Стоимость за лист в рублях
ФК 3	4	1525х1525	220
ФК 10	4	1525х1525	555
ФК 16	4	1525х1525	850
ФК 20	4	1525х1525	1090
ФСФ 10	3	1525х1525	840
ФСФ 15	3	1525х1525	1000
ФСФ 27	3	1525х1525	2300
ФОФ 9	1	2440х1220	1700
ФОФ 18	3	2440х1220	1700
ФОФ 30 (с сеткой)	—	2440х1220	5380
Бакелизированная 10	—	2500х1250	3910

Самый точный способ для расчета количества листов – это сделать визуальную раскладку на бумаге. Так можно определить, какого размера фанеру лучше приобрести, чтобы не оставалось отходов. При выборе габаритов необходимо учесть возможности транспортировки, и переноса в помещение: высоту проемов, сложность подъема на этаж, наличие грузового лифта.

Схема укладки первого и второго слоя фанеры на пол

Простой метод для расчета количества фанеры для пола, прямоугольного или квадратного помещения:

1. Вычислить площадь листа;
2. Измерить площадь комнаты;
3. Разделить второе значение на первое и округлить до целого. Полученное число – это требуемое количество листов фанеры.

Также рекомендуется предусмотреть небольшой запас, на случай порчи во время распила или монтажа.

Фанера – универсальный строительный материал и сырье для производства мебели. По прочности она превосходит цельную древесину, при этом их стоимость приблизительно одинакова. Благодаря многообразию габаритных размеров, можно подобрать листы или плиты удобные в работе и перевозке, подходящие под разные цели и механическую нагрузку.

Некоторые важные сведения о фанере

Необходимо знать, что это не идеальный вариант, так как фанерный пол хорошо впитывает влагу. Поэтому максимальная постоянная влажность воздуха в помещении – 68%, а кратковременная (не более 12 часов) – не больше 78%. Также учтите, что эти значения имеют силу только при температуре воздуха от 18 до 27 градусов, в других же диапазонах гигроскопичность фанеры повышается.

Чтобы увеличить влагостойкость фанеры, ее необходимо обработать шпатлевкой на основе ПВА. Пропитывают с двух сторон и обильно. Сушить нужно не менее 3 дней, затем обработать антисептиком для древесины.

Рассчитать необходимое количество материала поможет калькулятор фанеры на пол или простой математический расчет квадратуры комнаты, деленной на квадратуру одного листа.

Кроме этого, фанера, как и многие другие материалы из дерева требует акклиматизации. Нужно уложить все листы в стопку в горизонтальном положении там, где они будут использоваться. Если разница между магазином и помещением для укладки невелика, на акклиматизацию хватит 3 дней, если разница большая – недели, если температура одинакова – 1 день.

Фанера из лиственных пород древесины

В таком случае чаще всего используется березовый шпон. Береза является наиболее часто используемым видом лиственных представителей. Фанера с использованием березы в качестве сырья, производится гораздо реже, но она характеризуется лучшими показателями качества и прочности, по сравнению с хвойными аналогами.

К достоинствам березовой фанеры относится прочность материала и устойчивость к износу. Благодаря этому такие фанерные листы можно использовать в различных строительных работах и в при создании каких-либо конструкций. Фанерные плиты, изготовленные из лиственных пород характеризуются высокими показателями износостойкости.

Недостатком материала на основе березы является высокая цена. По этой причине данный материал используется не так обширно, как хвойные аналоги.

Еще одним минусом такого материала является отсутствие природных смол. Березовый шпон не обладает устойчивостью к воздействию влаг, следовательно, требует специальной пропитки, которая делает продукцию экологически нечистым. Этого можно избежать только в том случае, если применяется альбуминоказеиновый клеящий состав. Но и такая обработка не способна увеличить влагостойкость фанерного листа.

Использование специальных пропиток и клеящих смесей также является своего рода недостатком при производстве изделий на основе лиственной древесины.

Чтобы соединить слои шпона в цельное покрытие, применяется клей, который в то же время является пропиткой. От составляющих такой пропитки зависит то, какие технические показатели в итоге получит готовый продукт. В зависимости от выбранного клеевого состава фанера делится на несколько видов.

Резка фанеры: советы для получения чистой кромки

Теперь, не стоит аннулировать все проекты, потому что у вас нет настольной пилы — вам она не понадобится! Хотя с ней работать удобнее, но если вам надо сделать много длинных пропилов, то можете создавать великолепные проекты из фанеры без настольной пилы. Большинство строительных магазинов разрежут для вас лист фанеры — некоторые без дополнительной оплаты, некоторые за номинальную плату.

Вы также можете сделать все резы, которые вам нужны при помощи портативной циркулярной пилы. С более мелкими резами или небольшими проектами хорошо справится и небольшая портативная циркулярная пила, но большая пила является более универсальной для других проектов, так как она может справится с фанерой большой толщины. 

Теперь немного терминологии:

• Продольный рез — когда пила движется вдоль зерна древесины. Пропил, как правило, с меньшим количеством сколов.
• Поперечный рез — это разрез, идущий по зерну древесины, и именно здесь вы, скорее всего, получите сколы и другие проблемы со шпоном фанеры.

Фотография — make-self

Чтобы защитить шпон и убедиться, что у вас будет хорошая, чистая кромка, наклейте малярную ленту вдоль реза. 

Когда вы используете ручную дисковую пилу, лезвие режет вверх, поэтому фанера должна лежать лицом вниз. Настольная пила режет вниз, следовательно лицевая сторона фанеры должна находится сверху.

Самая сложная часть использования циркулярной пилы — это то, как закрепить древесину и пилу, чтобы получить ровный пропил. Проще и безопаснее резать на полу с помощью деревянных брусьев или листа пенополиуретановой изоляции. Просто установите лезвие пилы так, чтобы ее край выходил на 3 мм ниже толщины фанеры и положите его поверх изоляционного листа или деревянных брусьев. Убедитесь, что он стабилен, а затем, когда вы режете, пила будет едва врезаться в изоляцию или брусья.

Фотография — familyhandyman

Для ровного длинна пропила вам понадобится направляющая, закрепленная при помощи струбцин.

Фотография — familyhandyman

Или рассмотрите возможность создания стойки, как показано на фото.

Фотография — 

Для кривых резов или окружностей, вы можете использовать электрический лобзик.

Инструкция по укладке пола из фанеры или ОСП (ОСБ / OSB) на каркасе из лаг

1. Оптимальная толщина фанеры или ОСП (ОСБ / OSB)

Очевидно, что чем толще используемые при укладке пола листы фанеры или ОСП, тем выше прочностные характеристики конструкции. При монтаже пола на каркасе необходимо использовать листы ОСБ (OSB) толщиной не менее 15 миллиметров. Более тонкие листы фанеры и ОСП применяются при безкаркасном выравнивании пола. Производители рекомендуют в случае прямой нешпунтованной кромки выбирать материалы толщиной от 18 миллиметров.

Стоит помнить, что чем тоньше листы фанеры / ОСП, тем меньше должно быть расстояние м/у лагами каркаса для обеспечения требуемой надежности конструкции пола.

Толщина фанеры / ОСП, мм	Шаг между лагами, см
15	30
18	40
22	50
> 22	60

* Данные значения не являются универсальными. Так, например, если пол служит основанием для последующей укладки керамической плитки, оптимально использовать листы ОСБ (OSB) от 22 миллиметров толщиной при шаге лаг 30 сантиметров.

2. Размер бруса для лаг пола из фанеры и ОСП (ОСБ / OSB)

Правильно выбранный размер сечения бруса для лаг обеспечивает устойчивость к возможным максимальным нагрузкам на пол. Кроме того при подборе размера лаг так же учитывается длина пролета помещения — чем она больше, тем больше необходим запас прочности. Данные в таблице рассчитаны на показатель максимальной нагрузки 300 кг/м2, принятый по умолчанию в жилых домах. Для нежилых помещений размер лаг рассчитывается по индивидуальной схеме с учетом требуемой нагрузки.

Брус ставится на ребро для того, чтобы лаги выдерживали наибольшую нагрузку.

Размер пролета комнаты, м	Сечение лаг (высота х ширина), мм
2	110х60
3	150х80
4	180х100
5	200х150
6	220х180

3. Расстояние между опорами бруса для лаг

В случаях, когда лаги не выполняют роль несущего перекрытия м/у этажами, можно использовать брус меньшего сечения, компенсируя недостаток прочности установкой опор по всей длине через определенный шаг. Такой вариант позволяет сэкономить полезную высоту помещения за счет уменьшенной высоты лаг. Например, для лаг сечением 50х40 миллиметров, необходимо устанавливать опоры через каждые 0,5 метра.

4. Отступ от стен и зазоры между стыками листов фанеры и ОСП

Для того, чтобы избежать деформацию пола из-за перепадов температуры и влажности, необходимо при укладке пола из фанеры и ОСП (ОСБ / OSB) на лагах предусматривать компенсирующие зазоры (отступы). Рекомендуется делать отступ листов ОСБ (OSB) от стен порядка 10 миллиметров, а зазоры м/у стыками листов около 5 миллиметров. Лаги так же необходимо устанавливать с отступом от стен, но на расстоянии 30-50 миллиметров.