Комментариев:
Выделяют перекрытия межэтажные, цокольные, подвальные и чердачные. по деревянным балкам представляет собой систему, в которой бревна укладываются в нужном положении и на определенном промежутке друг от друга.
Преимущества и недостатки конструкции
Монтаж деревянных балок перекрытия предназначен для частных домов, которые имеют всего лишь один этаж, или для строений, возводимых по каркасной технологии. Максимальная ширина пролета для такого устройства — 5 м.
Что касается положительных сторон, то можно выделить следующее:
- Для установки деревянного перекрытия не требуется тратить много времени, потому что в этом случае техника не нужна ввиду легкого веса древесины.
- Несмотря на то что дерево — это натуральный материал, он имеет низкую стоимость в отличие от железобетонных плит.
Но есть и недостатки в таком обустройстве:
- Чтобы деревянные балки не поддавались гнили, плесени и воздействию влаги, перед началом монтажа необходимо балки пропитывать специальными средствами.
- С точки зрения пожароопасности древесина имеет высокий показатель по этой характеристике.
Вернуться к оглавлению
Как правильно произвести расчеты?
Для обустройства деревянного перекрытия могут подойти сосновые, еловые или балки из лиственницы. Но, вне зависимости от того, какая порода дерева будет использоваться для этих целей, необходимо знать, что показатель по влажности должен иметь максимальную оценку в 14%. В обратном же случае элементы будут иметь недостаточную прочность, во время монтажа и дальнейшей эксплуатации конструкция будет прогибаться.
Расстояние от уложенных элементов не должно превышать 1 м, чтобы показатель по прочности был оптимальным. Для дополнительного укрепления используют металлические балки или толстые доски, но данные элементы будут увеличивать нагрузку уже на сами стены дома и на его фундамент.
Следует знать, что если сравнивать балку с круглым бревном, то второе более терпимо к нагрузкам, хотя сам брус не так прогибается. Если два бруса скрепить между собой болтом, то они будут более надежны, нежели два элемента, просто положенные друг рядом с другом.
Установка деревянного перекрытия идет с расчетом, что каждая балка имеет прогиб, минимальный показатель которого может составлять 1\300 от ее длины. Поэтому используется строительный подъем, который позволяет компенсировать такую деформацию. В данном случае балочная конструкция будет иметь изогнутую кверху середину, которая в дальнейшем выровняется под воздействием нагрузок.
Правильная балка должна иметь толщину не меньше чем 1/24 от ее длины.
В случае необходимости заменить один деревянный брус используются две доски, которые скреплены между собой. Только их суммарное сечение должно равняться сечению бруса.
Для крепления элементов используют гвозди и саморезы, которые имеют шаг в 20 см и располагаются в шахматном порядке.
Вернуться к оглавлению
Создание перекрытия
Перед тем как сделать деревянное перекрытие, необходимо концы балок обработать антисептическим средством. Также они просмаливаются и обворачиваются рубероидом в два слоя.
Концы балок крепят к стенам.
Если работы проводятся с чердачным перекрытием, то брусья будут закрепляться на последнем венце бревенчатой или брусовой стены, где заранее заготавливаются проемы на всю толщину поверхности.
В зависимости от вида постройки может использоваться несколько видов креплений:
Можно еще использовать крепление «ласточкин хвост», используя при этом металлические скобы.
Данный способ подходит для строений из бруса. Если установка происходит в деревянном доме, то тут чаще встречается метод крепления к ригелю при помощи трапециевидных соединений, которые укрепляются хомутами. Оба метода создают одноуровневость между ригелем и балкой.
Самое легкое, что можно выполнить в креплении балок и ригелей, делается следующим образом: на ригели монтируются черепные бруски, а уже поверх них устанавливают балку. Такие бруски необходимы с сечением 5х5 см.
Когда укладка деревянных балок производится в щитовом доме, то балки могут монтироваться непосредственно на саму стену или же в заранее изготовленные гнезда в ней.
В них и помещают концы балок. Тут важно знать, что каждая ниша должна быть на одном уровне с другими, причем ее глубина должна приравниваться 15-20 см. Что же касается ширины, то тут оставляют зазоры в 1 см, чтобы осуществлялась вентиляция. Это делается для того, чтобы балки не гнили. Как только балка окажется на своем месте, ее обкладывают паклей.
Есть еще один способ закрепления балок на своих местах: это применение металлических анкеров. Данный элемент одним концом вставляется в гнездо, а другой конец монтируют шурупами к перекладине. При такой установке балка в стену входить не будет.
Для кирпичных строений деревянное перекрытие устанавливается на стены или же в специальные отверстия (гнезда).
Тут также важно соблюсти один уровень для таких ниш, для чего дно выравнивается при помощи бетонного раствора. Как только смесь высохнет, низ застилается двойным слоем рубероида или толя.
В данном случае, создавая гнезда под балки, необходимо, чтобы их ширина была больше перекладины на 6-10 см, чтобы после установки оставались щели в 3-5 см. Глубина такого отверстия должна равняться 20-25 см, при этом установка идет не до самого конца, а так, чтобы до дна оставалось 3-5 см. Балки с концов обрабатываются антисептиками, после чего просмаливаются и покрываются горячим битумом. При этом необходимо, чтобы торцевой спил оставался нетронутым. Обвернув элемент двухслойным рубероидом или пергамином (с открытым торцом), его вставляют на свое место. По концовке ниши заливаются бетонно-щебневым раствором и производят выравнивание по уровню стенки.
Вернуться к оглавлению
Настил наката: особенности
Для создания потолка нижнего этажа необходимо выполнить накат перекрытия. Для этого есть несколько способов, но самый простой рассмотрим ниже.
На установленную балку вдоль боковых сторон прикрепляют черепные бруски (сечение 4х4 или 5х5 см). Таким образом, нижняя часть брусков будет на одном уровне с низом балки. Для наката используют доски (1-2,5 см), которые необходимо уложить на черепные элементы с поперечным направлением относительно балок.
Важно, чтобы между ними не оставалось никаких зазоров. Также для этих целей подойдут фанера или готовые щиты из древесины. Чтобы выровнять потолок снизу, можно использовать ЛГК или ту же самую фанеру толщиной в 0,8 см.
Можно сделать накат, используя горбыль или брус с сечением от 6 см. в этом случае понадобятся те же черепные бруски, что и в предыдущем случае. Против направления балок, поверх брусков, стелется горбыль, но так, чтобы он закругленной стороной смотрел наверх. Далее для соединения используется метод «в четверть», для чего в брусе проделываются пазы. Подбирая горбыль, необходимо знать, что его толщина должна помогать создать один уровень между низом балки и материалом, при этом способствовать надежному соединению с черепными элементами. В таком случае горбыль будет выполнять роль не только наката, но и подшивки.
Перекрытия между этажами в частном доме представляют собой сооружения, которые разделяют помещения по высоте, образуя этажи. Данные конструкции отделяют подвальные и от основных. Они должны иметь достаточную прочность, чтобы претерпевать нагрузку от собственного веса и полезную нагрузку, которая оказывается мебелью, людьми, а также оборудованием.
Общее описание
Величина полезной нагрузки на квадратный метр будет зависеть от назначения помещения и характера оборудования. Если речь идет о то данное значение не больше 105 килограммов на квадратный метр. Для межэтажного перекрытия данное значение увеличивается до 210 килограмм на квадратный метр. Перекрытия между этажами в частном доме должны быть прочными, под воздействием нагрузок они не должны перегибаться, допустимая величина перегиба для чердачных перекрытий составляет 1/200, тогда как в случае с пролетами между этажами это значение должно быть равно 1/250.
Основные требования, предъявляемые к перекрытиям
В процессе строительства перекрытий следует обеспечить достаточную степень шумоизоляции, величина устанавливается нормами при проектировании. Для этого следует закрывать щели в местах стыковки материала, только в этом случае звуки из соседних помещений будут распространяться минимально. Перекрытия, которые разделяют помещения с определенной разницей температур, должны соответствовать требованиям теплозащиты. Это указывает на необходимость использования дополнительного слоя теплоизоляции. Какая бы то ни было конструкция, особенно выполненная из древесины, не способна противостоять длительному воздействию огня. Следует помнить о том, что каждый материал характеризуется определенным значением предела огнестойкости. Для железобетонных перекрытий оно составляет 60 минут, если же конструкция изготовлена из древесины с засыпкой, а снизу имеет оштукатуренную поверхность, то противостояние огню будет длится 45 минут. которые защищены слоем штукатурки, способны противостоять пламени примерно 15 минут. При наличии деревянных перекрытий, которые в процессе обустройства не были защищены несгораемыми материалами, следует учитывать, что их предел огнестойкости еще меньше.
Разновидности перекрытий
Перекрытия между этажами в частном доме могут быть межэтажными, подвальными, цокольными или чердачными. По конструктивному решению несущая часть перекрытий бывает балочной или безбалочной. В первом случае система состоит из балок и заполнения. Во втором конструкция изготавливается из однородных элементов по типу панелей или плит.
Особенности балочного перекрытия
Перекрытия между этажами в частном доме могут быть балочными, при этом отдельные элементы располагаются на равном расстоянии друг от друга, а на балки укладываются элементы заполнения. Последние выполняют роль ограждения. Балки могут быть металлическими, железобетонными или деревянными.
Особенности строительства перекрытий из деревянных балок
При строительстве частных домов в большинстве случаев используются балочные перекрытия из древесины. Для балок при этом есть ограничения по ширине пролета, их можно использовать для чердачных перекрытий или межэтажных конструкций, при которых ширина пролета должна составить 5 метров. Такие изделия выполняются из хвойных или лиственных пород древесины, а на верхней стороне выполняется настил, который является полом. Конструкция такого перекрытия предусматривает наличие балок, наката, пола и теплоизоляционного материала.
Если вы решили выстроить перекрытия между этажами в частном доме своими руками на основе деревянных балок, то должны знать, о том, что дом при этом может иметь прямоугольный план. Перекрывать пролеты при этом необходимо по направлению вдоль короткой стены. Для того чтобы под собственным весом перекрытие не прогибалось, его элементы укладывают на определенном расстоянии. При необходимости соорудить перекрытие размером в 3x4 метра следует использовать балки 6x20, которые укладываются по 3-метровой стене. Если перекрытие межэтажное, то балки должны быть удалены друг от друга на 1,25 метра, в случае с чердачным перекрытием расстояние увеличивается до 1,85 метра. Это указывает на то, что при увеличении ширины пролета расстояние между балками становится больше.
Технология проведения работ
Если вами будут укладываться перекрытия между этажами в частном доме из дерева, то первоначально элементы обрабатываются антисептиком. При их опирании на бетонную или каменную стену концы оборачиваются двумя слоями рубероида, а балка заводится в подготовленное гнездо. При этом элемент не должен доходить до задней стенки на 3 сантиметра, конец балки следует сделать скошенным. Оставшееся свободное пространство заполняется теплоизоляцией, заменить которую можно монтажной пеной.
На боковые грани балок укрепляются бруски 4x4 или 5x5, которые носят название черепных. На бруски фиксируется накат из деревянных щитов. Пластины наката плотно прижимаются друг к другу, их крепят к с помощью саморезов. Когда выполняются перекрытия между этажами в частном доме, фото рекомендуется рассмотреть заранее. Это позволит вам понять, что конструкция предусматривает необходимость укладки изоляции. Она будет выполнять роль шумопоглотительного слоя, а в чердачном перекрытии - функцию теплоизоляции. В качестве материала можно использовать пенопласт, керамзит, опилки, минеральную вату, стружку, солому, а также древесную листву. После фиксации наката поверх укладывается теплоизоляция. Между балками сначала следует застелить слой толя, пароизоляционной пленки или пергамина, загибая материал на пять сантиметров на балки. После наступает черед укладки слоя теплоизоляции.
Строительство бетонного перекрытия
Бетонные перекрытия между этажами в частном доме могут обладать разными формами. Если речь идет о монолитных конструкциях, то они представляют собой сплошную плиту, толщина которой равна пределу от 8 до 12 сантиметров. При этом используется бетон марки М 200, сама плита опирается на Масса квадратного метра такого перекрытия может составлять 490 килограмм, если толщина равна 200 миллиметрам. Монтаж осуществляется в несколько этапов, первым выступает установка несущих балок на подготовленное место, далее обустраивается деревянная опалубка из необрезной доски, а на следующем этапе укладывается 6-миллиметровая арматура. На заключительном этапе осуществляется заливка бетона. Толщина перекрытий между этажами в частном доме может быть равна вышеупомянутому пределу, однако важно еще и правильно соорудить опалубку, которая иногда приобретается в готовом виде. Она состоит из балок, фанеры, а также треноги. Если использовать опалубку из алюминиевых или деревянных балок, то у мастера появится возможность соорудить перекрытие любой конфигурации.
Заключение
Перекрытия между этажами в частном доме из газобетона обычно обустраиваются из древесины, так как вес материала в основе стен является не столь большим, чтобы претерпевать нагрузки от бетона.
Выбираем природные и экологичные материалы. При строительстве “лёгких” домов этажи в большинстве случаев перекрывают с помощью деревянных материалов. Это облегчает общий вес строения, максимально снижает нагрузки на стены и фундамент, и удешевляет стоимость работ и материалов. Простейшие подобные конструкции представляет собой устанавливаемые на стенах деревянные балки, на которые настилается черновой пол. Такое решение прослужат достаточно долго, но для большей надёжности и увеличения срока их эксплуатации нужно в обязательном порядке выдерживать заданные в СНИПах размеры. Существуют и более усложнённые вариант конструкций, которые могут не только нести больший вес, но и могут иметь хорошую шумоизоляцию.
Делая межэтажные перекрытия по деревянным балкам нужно обратить внимание не только на материалы, но и на более совершенные конструкции, которые не допустят со временем прогиба потолки из-за деформации несущих лаг. Через 5-7 лет, любой деревянный настил даже под собственным весом начнёт прогибаться к земле, и такая деформация сразу же станет заметна на потолке комнаты, расположенной этажом ниже. Это случается из-за того, что пол и потолок соединены между собой балками. Кстати, если вы не станете обшивать нижнюю часть перекрытия, то получите достаточно популярный в последнее время вид декора, называемый деревянным потолком с балками, используемый дизайнерами в . Его реализация, если не во всём доме, то хотя бы в одной комнате, даст ощущение природного тепла и наполнит ваше жилище неповторимым ароматом древесины.
Делаем надёжные межэтажные перекрытия по деревянным балкам
Рассчитать величину балок пола можно используя таблицы СНиП 2.01.07-85. Для примера, определим величины проёма равной 4 м. В этом случае для пола лучше использовать балки высотой не менее 250мм и толщиной 50мм. В этом случае их можно укладывать через 70см друг от друга. Такой пол выдержит нагрузку до 300кг на кв м. Для того чтобы разрушить такое перекрытие понадобится приложить усилие не менее одной тонны. В качестве балок для потолка достаточно будет использовать доски размером 150мм х 40мм и укладывать их на таком же расстоянии.
Потолок с балками
потолок с деревянными балками
схема деревянных перекрытий
виды деревянных перекрытий
Чтобы по деревянным балкам были максимально надёжными, многие строители делают несвязанными между собой лаги пола и потолка. В этом случае сначала на стены укладывается , который будет основой для пола, а через15-20 сантиметров от него параллельно укладываются лаги потолка. При этом первые выше на 3 и более см, а вторые настолько же ниже. При таком решении пол и потолок конструкционно не связанны между собой, а значит, деформация одного не повлияет на целостность другого.
Сверху на балки настилается половая обрезная доска толщиной не более 20 мм или плиты ОСП. Для улучшения звукоизоляционных характеристик под черновым полом можно проложить, к примеру, ПЛЕНЭКС, а между лагами всё пространство забивается стекловолокном или минеральной ватой. Снизу полок такого перекрытия обшивается фанерой, плитами ОСП или гипсокартоном.
Как сделать деревянный потолок с балками
Если вы хотите сделать свою комнату в деревенском стиле, то потолок можно не обшивать. Но поскольку в этом случае будут значительно снижены звукоизоляционные свойства, то это лучше делать между комнатой и . Вы получите прекрасный деревянный потолок с балками, если обработаете все деревянные элементы наждачной бумагой и покроете их лаком. Для того чтобы придать конструкции состаренный вид и выделить древесную структуру, перед лакированием доски можно обработать металлической щёткой.
Потолок состоящий из деревянных балок и досок придаёт помещению основательности и неповторимую уникальность. Совместив такой декор с современными материалами, используемыми для отделки стен и полов, можно поучить интерьеры, которые по красоте будут соперничать с лучшими образцами дизайнерских находок. А главное то, что в вашем доме будут использованы только природные материалы, экологичность которых всё чаще становится максимально актуальной и необходимой для здоровья ваших домочадцев.
Если проектируется строительство двухэтажного или одноэтажного дома, но с подвалом или чердаком, необходимо правильно рассчитать и возвести межэтажные перекрытия. Рассмотрим этапы и нюансы выполнения перекрытия по деревянным балкам и выполним расчет сечений балок, обеспечивающих достаточную прочность.
Устройство межэтажных перекрытий нуждается в особом внимании, ведь выполненные «на глазок», они могут не выдержать приходящихся на них нагрузок и обрушиться, либо потребовать излишних, не мотивированных затрат. Поэтому нужно всесторонне обдумать и рассчитать один или несколько возможных вариантов. Окончательное решение можно принять, сравнив стоимость или доступность приобретения материалов.
Требования к межэтажным перекрытиям
Межэтажные перекрытия обязаны выдерживать постоянные и переменные нагрузки, то есть кроме собственного веса выдерживать вес мебели и людей. Они должны быть достаточно жёсткими и не допускать превышение максимального прогиба, обеспечивать достаточную шумо- и теплоизоляцию.
Удельные нагрузки от мебели и людей для жилого помещения принимаются согласно нормам. Однако если планируется установка чего-то массивного, например, аквариума на 1000 л или камина из натурального камня, это обязательно нужно учитывать.
Жесткость балок определяется расчётом и выражается в допустимом изгибе на длину пролёта. Допустимый изгиб зависит от вида перекрытия и материала покрытия. Основные предельные прогибы, определяемые СНиП, приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Элементы конструкций | Предельные прогибы в долях пролёта, не более |
| 1. Балки междуэтажных перекрытий | 1/250 |
| 2. Балки чердачных перекрытий | 1/200 |
| 3. Покрытия (кроме ендов): | |
| а) прогоны, стропильные ноги | 1/200 |
| б) балки консольные | 1/150 |
| в) фермы, клееные балки (кроме консольных) | 1/300 |
| г) плиты | 1/250 |
| д) обрешётки, настилы | 1/150 |
| 4. Несущие элементы ендов | 1/400 |
| 5. Панели и элементы фахверха | 1/250 |
| Примечания: 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролёта. 2. При наличии строительного подъёма предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета. |
|
Учтите, что напольное покрытие в виде керамической плитки или бетонной стяжки, склонной к растрескиванию, могут ещё более ужесточить требования по допустимому прогибу, особенно при достаточно длинных пролётах.
Чтобы снизить нагрузки на балки, следует при возможности располагать их параллельно коротким стенам, с одинаковым шагом. Максимальная длина пролёта при перекрытии их деревянными балками — 6 м.
Типы межэтажных перекрытий
По назначению перекрытия делятся на:
- межэтажные;
- чердачные;
- подвальные (цокольные).
Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50-100 кг/м 2 .
Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.
Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие
Конструкция перекрытий также может быть различной:
- с открытыми и скрытыми балками;
- с различными типами несущих балок;
- с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.
Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.
На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.
а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок
Виды креплений и соединений деревянных балок
В зависимости от конструкции и материала несущих стен деревянные балки крепятся:
- в предусмотренные в кирпичной или блочной кладке гнёзда, заглубив брус или бревно не менее 150 мм, а доску не менее 100 мм;
- на предусмотренные в кирпичной или блочной кладке полочки (уступы). Применяется в случае, если толщина стены второго этажа меньше, чем первого;
- в вырезанные пазы в бревенчатых стенах на глубину не менее 70 мм;
- к брусу верхней обвязки каркасного дома;
- к металлическим опорам-кронштейнам, закреплённым на стенах.
1 — опора на кирпичную стену; 2 — раствор; 3 — анкер; 4 — изоляция толем; 5 — деревянная балка; 6 — опора на деревянную стену; 7 — болт
Если длины балки не хватает, можно её удлинить, соединив (срастив) по длине одним из известных способов с помощью деревянных штырьков и столярного клея. При выборе типа соединения руководствуйтесь направлением приложения нагрузки. Сращенные брусы желательно усилить металлическими накладками.
а — сжатие; б — растяжение; в — изгиб
О деревянных балках перекрытия
В строительстве используют балки прямоугольного, круглого или частично круглого сечения. Наиболее надежными являются пиломатериалы прямоугольного сечения, а остальные применяют в условиях отсутствия бруса или из соображений экономии, при наличии таких материалов в хозяйстве. Ещё большей прочностью обладают клееные материалы из древесины. Балки из клееного бруса или двутавра могут устанавливаться на пролёты до 12 м.
Самый недорогой и востребованный вид древесины — сосна, но используют также и другие породы хвойных — лиственницу, ель. Из ели делают перекрытия в дачных, небольших домиках. Лиственница хороша для строительства помещений с повышенной влажностью (баня, бассейн в доме).
Отличаются материалы также сортностью, которая влияет на несущую способность балок. Сорт 1, 2 и 3 (см. ГОСТ 8486-86) подходят для балок перекрытия, но 1 сорт для такой конструкции может быть излишне дорогим, а 3 сорт лучше использовать на небольших пролётах.
Расчет несущих балок
Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2011).
Расчет нагрузок
Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.
1. Собственная удельная масса перекрытия
Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.
Таблица 2
| Наименование материала | Плотность или насыпная плотность, кг/м 3 |
| Асбоцементный лист | 750 |
| Базальтовая вата (минеральная) | 50-200 (от степени уплотнения) |
| Берёза | 620-650 |
| Бетон | 2400 |
| Битум | 1400 |
| Гипсокартон | 500-800 |
| Глина | 1500 |
| ДСП | 1000 |
| Дуб | 655-810 |
| Ель | 420-450 |
| Железобетон | 2500 |
| Керамзит | 200-1000 (от коэффициента вспенивания) |
| Керамзитобетон | 1800 |
| Кирпич полнотелый | 1800 |
| Линолеум | 1600 |
| Опилки | 70-270 (от фракции, породы дерева и влажности) |
| Паркет, 17 мм, дуб | 22 кг/м 2 |
| Паркет, 20 мм, щитовой | 14 кг/м 2 |
| Пенобетон | 300-1000 |
| Пенопласт | 60 |
| Плитка керамическая | 18 кг/м 2 |
| Рубероид | 600 |
| Сетка проволочная | 1,9-2,35 кг/м 2 |
| Сосна | 480-520 |
| Сталь углеродистая | 7850 |
| Стекло | 2500 |
| Стекловата | 350-400 |
| Фанера клееная | 600 |
| Шлакоблок | 400-600 |
| Штукатурка | 350-800 (от состава) |
Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.
К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .
Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .
Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:
- 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
- 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .
4. Пример расчета
В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.
1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм
Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2) приведен в таблице 3.
Таблица 3
Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).
Расчёт допустимого прогиба
Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.
Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:
- h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)
Для нашего примера:
- h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см
Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.
В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:
Среди множества конструктивных элементов частного дома перекрытие является одним из самых ответственных и сложных для проектирования, монтажа узлов. Именно тут неопытные строители допускают, пожалуй, наиболее опасные ошибки, именно по обустройству этой системы задаётся больше всего вопросов.
1. Почему стоит выбрать дерево
В любом здании перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, которая выступает основой для создания пола. Кроме того, будучи перевязанным с несущими стенами дома, оно обеспечивает строению поперечную стабильность, равномерно распределяя возможные нагрузки. Поэтому к надёжности этой конструкции предъявляются самые высокие требования.
Вне зависимости от того, какой материал используется при строительстве дома, в частном секторе наибольшее распространение получили как раз деревянные перекрытия. Их часто можно увидеть в различных каменных коттеджах, и вполне очевидно, что в деревянном строительстве (бревно, брус, каркасная и каркасно-щитовая технология) такому решению - альтернативы не существует. Тому есть множество объективных причин. Рассмотрим достоинства и недостатки перекрытий из древесины.
В частном малоэтажном строительстве перекрытия монтируются в нескольких вариантах:
- Готовая железобетонная плита,
- Монолитная железобетонная плита,
- Готовые железобетонные балки,
- Балки и фермы из металлопроката,
- Перекрытие из пиломатериалов.
Плюсы
Или почему деревянные перекрытия так популярны.
- Небольшая масса. Применяя доску или брус, мы не перегружаем несущие стены и фундамент. Вес перекрытия в разы меньше, чем у бетонных или металлических конструкций. Обычно не требуется привлечение техники.
- Минимальные сроки выполнения работ. Минимальная трудоёмкость среди всех вариантов.
- Универсальность. Подходит для любых зданий, в любых условиях.
- Возможность монтажа при минусовых и очень высоких температурах.
- Отсутствие «мокрых» и грязных процессов.
- Возможность получения любого уровня теплоизоляционных и звукоизоляционных характеристик.
- Возможность использования полостей для прокладки инженерных коммуникаций (электросеть, отопление, водоснабжение, канализация, слаботочка…).
- Сравнительно невысокая цена сборного каркасного перекрытия из пиломатериалов, как по стоимости деталей/комплектующих, так и по оплате труда подрядчика.
Минусы
Минусы у деревянной перекрывающей системы из дерева довольно условны.
- Сложность выбора сечения материалов и конструктивных решений для обеспечения расчётной несущей способности.
- Необходимость выполнения дополнительных противопожарных мероприятий, а также обеспечения защиты от влаги и вредителей (антисептирование).
- Необходимость покупки звукоизолирующих материалов.
- Строгое соблюдение технологий во избежание строительных ошибок.
2. Какой материал использовать для сборки
Деревянное перекрытие - всегда состоит из балок. Вот только сделанными они могут быть из самых разных пиломатериалов:
- Бревно оцилиндрованное до 30 см в диаметре.
- Брус четырёхкантный.
- Доска большого сечения (толщиной от 50 мм, шириной до 300 мм).
- Несколько досок относительно небольшой толщины, скрученных пластями друг к другу.
- Двутавровые балки, верхний и нижний пояс которых выполнен из обрезной строганной доски/бруска, а вертикальная стенка - из OSB-3, фанеры или профилированного металла (деревянно-металлическое изделие).
- Замкнутые короба из листовых материалов (фанера, ОСП).
- СИП-панель. По сути, это - отдельные секции, в которых балки уже обшиты и имеют внутри изолятор.
- Различной конструкции фермы, позволяющие перекрывать большие пролёты.
Наиболее простыми для монтажа, а также наиболее дешёвыми и удобными для выполнения последующих операций считаются варианты, когда балки перекрытия выполнены из обрезных пиломатериалов.
Ввиду очень высоких требований, предъявляемых к несущим способностям, долговечности и геометрическим отклонениям, в качестве заготовок необходимо рассматривать пиломатериал первого сорта. Возможно применение изделий, относящихся ко второму сорту по ГОСТ, которые не имеют критичных геометрических отклонений, пороков и дефектов обработки, способных снижать прочностные характеристики и срок службы готовых деталей (сквозные сучки, свилеватоть, косослои, глубокие протяжённые трещины…).
В данных конструкциях исключено применение мёртвой древесины (сухостой, валежник, горельник) из-за недостаточной прочности и множественных поражений разрушающими древесину болезнями и насекомыми. Также большой ошибкой будет купить брус или доску «с воздухом», «с армянским размером», «ТУ» - ввиду заниженных сечений.
Это должен быть исключительно здоровый материал из зелёной ели или сосны, так как хвоя ввиду своей смолистости и строения массива намного лучше переносит изгибающие нагрузки и сдавливание, нежели большинство лиственных пород, причём имея относительно невысокую удельную массу.
В любом случае обрезной пиломатериал должен быть освобождён от остатков коры и лубовых волокон, обработан антисептиком и антипиреном. Лучше всего тут покажет себя сухая строганная пилопродукция, но материал естественной влажности (до 20 процентов) при нормальной обработке тоже активно (а главное - результативно) используют, тем более что цена обрезного бруса или доски такого типа заметно ниже.
3. Как выбрать размер балок и с каким шагом их расставить
Длина балки рассчитывается таким образом, чтобы она перекрывала имеющийся пролёт и имела «запас» для обеспечения опоры на несущие стены (о конкретных цифрах допустимых пролётов и захода в стену читайте ниже).
Сечение доски/бруса определяется в зависимости от расчётных нагрузок, которые будут оказываться на перекрытие в процессе эксплуатации здания. Нагрузки эти разделяют на:
- Постоянные.
- Временные.
К временным нагрузкам в жилом доме относят вес людей и животных, которые могут передвигаться по перекрытию, перемещаемых объектов. К постоянным нагрузкам относят массу самих пиломатериалов конструкции (балки, лаги), заполнения перекрытия (утеплитель/шумозащита, изоляционные полотна), подшива (накат), черновых и чистовых настилов, финишного напольного покрытия, перегородок, а также встроенных коммуникаций, мебели, оборудования и предметов обихода...
Также не стоит упускать из виду возможность складирования предметов и материалов, например, при определении несущих способностей перекрытий нежилого холодного чердака, где могут храниться ненужные, редко используемые вещи.
В качестве отправной точки берётся сумма постоянных и временных нагрузок, и к ней обычно применяется коэффициент надёжности 1,3. Точные цифры (в том числе сечение пиломатериалов) должны определять специалисты согласно положениям СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», но практика показывает, что значения нагрузок в частных домах с деревянными балками получаются примерно идентичными:
- Для межэтажных (в том числе под жилой мансардой) и цокольных перекрытий суммарная нагрузка составляет порядка 350 - 400 кг/м2, где доля собственного веса конструкции составляет около 100 килограмм.
- Для перекрытия ненагружаемого чердака - около 130 - 150 кг/м2.
- Для перекрытия нагружаемого нежилого чердака до 250 кг/м2.
Очевидно, что безусловная безопасность ставится во главу угла. Тут учтён хороший запас и рассматривается вариант не столько распределённых нагрузок на всё перекрытие (в таких количествах они практически нереальны), сколько возможность локальной нагрузки, способной привести к прогибам, вызвавшим в свою очередь:
- физиологический дискомфорт жильцов,
- разрушения узлов и материалов,
- потерю конструкцией эстетических свойств.
К слову, определённые значения прогибов допускаются нормативными документами. Для жилых помещений они могут составлять не более 1/350 части от длины пролёта (то есть 10 мм на 3-х метрах или 20 мм на шести метрах), но при условии, что выше перечисленные ограничивающие требования не нарушены.
При выборе сечения пиломатериалов для создания балки обычно руководствуются соотношением ширины и толщины бруса или доски в пределах 1/1,5 - 1/4. Конкретные цифры будут зависеть, прежде всего, от: нагрузок и длины пролётов. При самостоятельном проектировании можно воспользоваться данными, полученными на основании расчётов при помощи онлайн-калькуляторов или общедоступных таблиц.
Оптимальное усреднённое сечение балок деревянного перекрытия, мм
Как видим, чтобы увеличить несущие способности перекрытия - достаточно выбирать пиломатериал с большей шириной или большей толщиной. В том числе можно собирать балку из двух досок, но так, чтобы полученное изделие имело сечение не меньше расчётного. Нужно также отметить, что несущие свойства и стабильность деревянного перекрытия возрастают, если применять поверх балок лаги или различного рода черновые полы (листовые настилы из фанеры/ОСП или из обрезной доски).
Ещё одним способом улучшить силовые качества перекрытия из дерева - это уменьшить шаг расстановки балок. Инженеры в своих проектах частных домов определяют в разных условиях дистанцию между балками от 300 мм до полутора метров. В каркасном строительстве шаг балок ставят в зависимость от шага расстановки стоек, чтобы под балкой находилась стойка, а не просто прогон горизонтальной обвязки. Практика показывает, что наиболее целесообразными с точки зрения практичности и стоимости конструкции является шаг в 600 или 1000 мм, так как он лучше всего подходит для последующего монтажа утеплителей и шумоизоляции враспор (изоляционные материалы как раз имеют такой форм-фактор плит и рулонов). Такая дистанция также создаёт оптимальное расстояние между точками опоры для монтажа лаг пола, устанавливаемых перпендикулярно балок. Зависимость сечения от шага хорошо видно по цифрам таблицы.
Возможное сечение балок перекрытия при изменении шага (суммарная нагрузка на квадратный метр порядка 400 кг)
4. Как правильно устанавливать и закреплять балки
С шагом мы определились - от 60 сантиметров до метра будет золотой серединой. Что касается пролётов, то лучше всего ограничиться 6-ю метрами, в идеале: четыре-пять метров. Поэтому проектировщик всегда старается «положить» балки вдоль меньшей стороны дома/помещения. Если пролёты слишком велики (более 6 метров), то прибегают к установке несущих стен или опорных колон с ригелями внутри дома. Такой подход позволяет применить пиломатериалы меньшего сечения и увеличить шаг расстановки, снижая тем самым массу перекрытия и его стоимость для заказчика при тех же (или лучших) несущих характеристиках. Как вариант, создаются фермы из более лёгкого пиломатериала с применением металлических перфорированных крепежей, например, гвоздевых пластин.
В любом случае балки выставляют строго горизонтально, параллельно друг другу, с выдержкой одинакового шага. На несущие стены и прогоны деревянная балка должна опираться не менее чем на 10 сантиметров. Как правило, используют 2/3 толщины наружной стены со стороны помещения (чтобы торец балки не выходил на улицу и оставался защищённым от промерзания). В деревянных стенах делают врубку, в каменных - оставляют проёмы во время кладки. В местах касания балок несущих конструкций необходимо уложить изолирующие материалы: демпферные упругие прокладки из резины/войлока, несколько слоёв рубероида в качестве гидроизоляции и т.п. Иногда применяют обжиг скрываемых впоследствии участков балки или их обмазку битумными мастиками/праймерами.
В последнее время всё активнее для создания перекрытия используются специальные перфорированные кронштейны «держатели/опоры бруса», которые позволяют монтировать балку встык со стеной. При помощи данного типа кронштейнов также собирают узлы с поперечными ригелями и усечёнными по длине балками (проём для лестничного марша, проход дымохода и прочее). Достоинства такого решения очевидны:
- Получаемое Т-образное соединение очень надёжное.
- Работа выполняется быстро (врубки делать не приходится, выставлять единую плоскость намного проще).
- Мостиков холода по телу балок не образуется, ведь торец удаляется от улицы.
- Есть возможность купить пиломатериал меньшей длины, так как не нужно заводить брус/доску внутрь стены.
В любом случае очень важно после подгонки пиломатериалов по размеру тщательно антисептировать торец балки.
5. Какие изоляционные прослойки нужно использовать внутри деревянных перекрытий
Чтобы ответить на этот вопрос, прежде всего, следует разделить перекрывающие конструкции (в круглогодично обитаемом доме) на три отдельных типа:
- Цокольное перекрытие,
- Межэтажное,
- Чердачное.
В каждом конкретном случае набор пирога будет отличаться.
Межэтажные перекрытия в подавляющем большинстве случаев разделяют помещения, в которых температурный режим схожий или близкий по значению (если есть покомнатная/поэтажная/зонная регулировка отопительной системы). К таковым также стоит отнести чердачное перекрытие, которое отделяет жилую мансарду, так как это помещение отапливается, а утеплитель располагается внутри кровельного пирога. По этим причинам теплоизоляция тут не нужна, но очень актуальным становится вопрос борьбы с шумами, воздушными (голоса, музыка…) и ударными (шаги, перестановка мебели…). В качестве звукоизоляции в полости перекрытия укладываются акустические волокнистые материалы, созданные на основе минеральной ваты, а также под обшивки устилаются полотна звукоизоляционных мембран.
Цокольная конструкция предполагает, что под перекрытием находится грунт или подвал, погреб, цокольный этаж. Даже если внизу будет оборудовано эксплуатируемое помещение, то этот вид перекрытия нуждается в полноценном утеплении, свойственном ограждающим конструкциям конкретной климатической зоны и конкретного здания с его неповторимым тепловым балансом. Согласно нормам, в среднем для Московской области толщина современного утеплителя с хорошими показателями теплопроводности будет составлять порядка 150-200 мм.
Аналогичные требования по теплоизоляции предъявляются к чердачному перекрытию, над которым нет отапливаемой мансарды, ведь именно он будет главным барьером на пути тепловых потерь через крышу здания. Кстати, ввиду большего перетока тепла через верхнюю часть дома, толщина утеплителя тут может потребоваться больше, чем в других местах, например, 200 мм вместо 150-ти или 250 мм вместо 200-от.
Применяют пенопласт, ЭППС, минеральную вату плотностью от 35 кг/м3 в плитах или нарезанную матами из рулона (подходит та, что допускается к использованию в ненагружаемых горизонтальных конструкциях). Укладывают теплоизоляцию между балками, как правило, несколькими слоями, с перевязкой стыков. Нагрузка от утеплителя передаётся на балку через черновой подшив (часто он крепится к балкам посредством черепных брусков).
Там, где в конструкциях работает ваттный утеплитель/звукоизолятор, его следует защитить от увлажнения. В цокольном перекрытии влага может в виде испарений подниматься от грунта или из подвала/погреба. В межэтажные перекрытия и чердачные может попадать водяной пар, который всегда насыщает воздух жилых помещений в процессе бытовой деятельности человека. В обоих случаях снизу под утеплителем нужно простелить строительную пароизоляционную плёнку, которой может выступать обычный или армированный полиэтилен. Но, если теплоизоляция выполняется с помощью экструзионного пенополистирола, не имеющего сколько-нибудь значимого уровня водопоглощения, то пароизоляция не понадобится.
Сверху утеплители и волокнистые звукоизолирующие материалы защищают водонепроницаемыми полотнами, в качестве которых могут выступать мембраны или неперфорированная гидроизоляция.
Надёжный гидробарьер особенно актуален в помещениях с повышенной влажностью: кухня, прачечная, ванная комната… В таких местах его расстилают поверх балок, обязательно с перехлёстом полос на 100-150 мм и проклейкой шва. Полотна по всему периметру помещений в обязательном порядке заводят на стену - на высоту не менее чем 50 мм над финишным покрытием.
Перекрытие, которое в дальнейшем будет облицовано кафельной плиткой, есть смысл дополнять черновым настилом пола из водостойких листовых материалов - различного типа цементосодержащих плит, желательно шпунтованных. По такому сплошному настилу можно провести дополнительную обмазочную гидроизоляцию, выполнить тонкослойное выравнивание плоскости нивелирмассой или сразу укладывать плитку.
Можно избрать другой вариант - собрать из обрезной доски сплошной настил, уложить гидробарьер, залить тонкослойную стяжку (до 30 мм), смонтировать лпитку.
Существуют также современные клеевые составы (и эластичные затирки), позволяющие производить облицовку плиткой деревянных оснований, в том числе подвижных и нагреваемых. Поэтому часто тут реализуются кафельные полы по влагостойкой фанере или ОСБ.
Важно! Учитывая возрастающие нагрузки (общие или локальные - крупная ванна, чаша джакузи, напольный котёл…), расчёт сечения и шага балок под такими помещениями нужно выполнять индивидуально.
При желании, полы в санузле или на кухне деревянного дома можно укомплектовать греющим кабелем или трубами водяного контура отопительной системы. Их монтируют как в стяжках и слое плиточного клея, так и между лагами в заведомо созданной воздушной прослойке. При любом выбранном варианте перекрытие должно быть хорошо утеплённым, чтобы не греть потолок комнаты снизу, желательно укомплектованным гидроизоляцией с отражающим фольгированным слоем.
