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:
В частном малоэтажном строительстве при устройстве межэтажных перекрытий редко используют массивные железобетонные плиты, предпочитая конструкции на основе деревянных балок. Преимущество таких несущих сооружений – в относительной простоте их постройки, легком весе и достаточной прочности. Дальше узнаете, какой материал понадобится для создания перекрытия, и как монтаж конструкции осуществляется на практике.
Схема межэтажной перегородки – от основы до отделки
Основой перекрытий, сооружаемых в частных домах, являются , опирающиеся на . В их качестве могут быть использованы такие виды пиломатериалов:
- брус (массивный, клееный);
- оцилиндрованное (калиброванное) бревно;
- доски, сшитые между собой гвоздями, болтами или шурупами.
Перечисленные пиломатериалы должны быть изготовлены из древесины хвойных пород, таких как лиственница или сосна. Еловые пиломатериалы менее прочные из-за большого содержания сучьев, поэтому используются в качестве балок небольшой длины. Брусья и бревна лиственных пород в качестве основы перекрытий не используются, имея низкую прочность на изгиб. Применение такого материала неизбежно приведет к деформации конструкции под воздействием вертикальной нагрузки.
Для создания сплошной черновой поверхности балки с обеих сторон обшиваются доской или плитами (ОСБ, фанера). Со стороны нижнего этажа в дальнейшем формируется потолок (пластиковые панели, гипсокартон, деревянная вагонка) на втором этаже. Полы второго этажа по деревянным балкам могут настилаться непосредственно на плиты, доски, которыми обшивают несущие элементы перекрытий, или по дополнительно установленным лагам.
Балки монтируются с определенным шагом, что обуславливает наличие пустот между обшивкой перекрытий. Эта особенность используется для закладки в пустующее пространство материалов, обладающих звукоизоляционными и теплосберегающими свойствами. Если деревянные перекрытия разделяют жилые помещения, их теплоизоляция не обязательна – актуальнее в этом случае изолирование от шума. Когда же межэтажная перегородка разделяет отапливаемое пространство с нежилым чердаком, на первом плане стоит задача надежного утепления перекрытия.
Самым надежным звукоизоляционным материалом является минеральная вата низкой плотности. Для создания теплоизоляционного барьера нередко используют полимерные утеплители (пенопласт, экструдированный полистирол, полиуретановую пену) или ту же базальтовую вату. При использовании в качестве утеплителя или звукоизоляционного материала минеральной (базальтовой) ваты обязательно устраивается пароизоляция со стороны нижнего помещения и гидроизоляция сверху.
Рассчитываем балки – сечение, шаг, длина
Для того чтобы деревянное перекрытие между этажами было надежным, безопасным в эксплуатации и выдерживало предполагаемые нагрузки на его поверхность, нужно правильно рассчитать, какое сечение балок необходимо и с каким шагом их расположить. Понятно, что чем толще брус или бревно, тем большую прочность на изгиб они имеют. Прочность всей межэтажной конструкции зависит не только от сечения балок, но и от частоты их расположения. Нормальным шагом несущих элементов перекрытий считается расстояние от 0,6 до 1 метра. Реже располагать балки небезопасно, чаще – не рационально.
Прочность балки при одинаковом сечении уменьшается обратно пропорционально расстоянию между ее опорами, то есть несущими стенами, поэтому толщина основных элементов деревянных перекрытий увеличивается вместе с их необходимой длиной. Нормальным расстоянием между опорными стенами считается 4 м и меньше. При большем пролете приходится использовать нестандартные балки с увеличенным сечением или уменьшать их шаг. Иногда для усиления перекрытий устанавливают дополнительные опорные конструкции (колонны).
В качестве балок преимущественно используются брусья, имеющие в торце форму прямоугольника, причем установка несущих элементов производится так, чтобы большая сторона сечения располагалась вертикально. Нормальными сечениями брусьев считаются 16-24 см по вертикальной стороне в поперечном разрезе и 5-16 см – горизонталь. Скрепленные между собой доски тоже образуют брус, но прочность такого тандема несколько ниже, чем у сплошной деревянной детали, что учитывается при расчетах нагрузки на деревянные перекрытия. Самым нерациональным видом пиломатериалов, использующимся в качестве несущих балок, считается бревно, которое имеет примерно такую же прочность, как условный брус, что мог бы получиться при обработке кругляка, но при этом намного больший вес.
Точный расчет допустимой нагрузки на балки перекрытия – удел профессиональных инженеров-строителей. Для вычисления расчетной прочности перекрытий применяются очень сложные формулы, оперировать которыми могут люди со специальным образованием. Однако существуют таблицы, с помощью которых можно приблизительно подобрать сечение деревянных балок в зависимости от расстояния между опорами и шагом несущих элементов перекрытия. Например, при пролете между опорными стенами 2 м рекомендуется брус сечением 75х100 при шаге 60 см и 75х150 при расстоянии между балками 100 см. При том же расстоянии между опорами понадобятся бревна диаметром 13 см (шаг 1 м) и 11 см (шаг 0,6 м).
Указанные сечения несущих пиломатериалов справедливы при эксплуатационной нагрузке на перекрытия, не превышающие 400 кг/м 2 . Такая нагрузка рассчитывается в случае устройства на втором этаже полноценного жилого пространства. Если перекрытия отделяют нижние помещения от нежилого чердака, исходят из нагрузки 160 кг/м 2 , при которой соответственно снижается сечение несущих балок. Если же в определенном участке пола второго этажа предполагается увеличенная сосредоточенная нагрузка (установка массивных предметов), в этом месте устанавливаются дополнительные балки перекрытия.
Способы крепления несущих элементов к стенам – надежная фиксация
Самым лучшим способом установки деревянных перекрытий между этажами является заведение балок в специальные ниши, которые формируются при возведении стен. Несущие бревна или брусья заводятся в стены не менее, чем на 12 см с каждой стороны, что обеспечивает надежную опору для перекрытия. Такой способ актуален при постройке стен из любых стройматериалов – в кирпичном доме, в здании из строительных блоков или выполненном деревянными материалами.
Ниши для установки брусьев или бревен делаются больше, чем сечения пиломатериалов. Это необходимо для их правильной установки в гнезда и возможности выставления в одной горизонтальной плоскости. Участки балок, что заводятся в стены, вначале обрабатываются антисептическими пропитками, затем обмазываются битумной мастикой, после чего оборачиваются рулонным гидроизоляционным материалом в два слоя. Торцевая часть балки срезается под углом и не изолируется. Это нужно для обеспечения свободного выхода пара, образующегося при нагревании древесины.
Обработанная и защищенная от влаги деревянная балка устанавливается в стеновую нишу так, чтобы не было прямого контакта со стройматериалом, примененным для возведения стен. Снизу под бревно или брус подкладывается обработанный защитными пропитками фрагмент древесины, с боков и со стороны торца зазоры, оставленные для осуществления вентиляции, заполняют паклей или стекловатой. Для увеличения прочности и надежности перекрытия каждую четвертую-пятую балку притягивают к несущей стене, используя для этого анкерное соединение.
Заведение балок в стеновые ниши является классическим способом, доказавшим свою надежность многолетней эксплуатацией. Но применяться этот метод крепления несущих элементов межэтажных перекрытий может только на этапе строительства дома. Чтобы закрепить балки к выстроенным стенам, сейчас используются специальные металлические крепления, представляющие собой своего рода футляр для торца бруса. Такие детали сначала крепятся к стенам, затем в них заводятся несущие элементы перекрытия и фиксируются болтами или саморезами.
Второй способ крепления деревянных балок считается более технологичным, процесс устройства перекрытий осуществляется быстрее. Но если брать во внимание надежность соединения, классический метод, предполагающий опору брусьев или бревен непосредственно на несущие стены, вне конкуренции.
Создание перекрытий между первым и вторым этажом
Устройство деревянного перекрытия между этажами происходит в несколько этапов, разделенных по времени. Если монтаж несущих балок делают при возведении стен, то их дальнейшую черновую обшивку, теплоизоляцию перекрытий, чистовую отделку потолка на первом этаже и пола на втором – гораздо позже, когда дом построен и накрыт.
Установка балок обычно производится, когда стены подняты на уровень одного этажа. Кладка стен, выполненная по периметру, и возведенные несущие простенки представляют собой горизонтальную основу, на которую удобно выкладывать деревянные брусья с минимальной подгонкой их по одному уровню. Сначала устанавливают крайние балки, которые укладывают, не доходя 5 см до вертикальной поверхности стен. Их взаимное расположение при монтаже контролируется с помощью водного уровня или лазерного нивелира. Промежуточные несущие элементы межэтажной конструкции выставляются в горизонтальной плоскости по ориентиру – натянутой между крайними брусьями нити или длинной планке, установленной сверху.
Перед установкой пиломатериалы обрабатываются антисептиками и растворами (по всей поверхности), снижающими способность древесины гореть. Края балок, укладываемые на стены, обрабатывают, как было описано в предыдущем разделе. Чтобы бруски не смещались, их часто фиксируют к стенам хомутами или проволокой, после чего продолжается кладка стен второго этажа, в процессе чего пиломатериалы закрепляются окончательно. Не доходя один или два ряда до окончательного уровня стен (в зависимости от используемого кладочного стройматериала), точно так же закладываем перекрытие второго этажа по деревянным балкам. После кладку завершаем, обходя установленные брусья, и поверху формируем железобетонный армированный пояс, являющийся основой для начала конструкции крыши (монтажа мауэрлата).
Балки являются основой перекрытий, их несущей частью. Чтобы сделать основу для чистовой отделки на обоих этажах, необходимо создать сплошную черновую поверхность, не забыв утеплить (звукоизолировать) перекрытия и заложить при необходимости парогидроизоляцию. Делается это в такой последовательности.
- 1. Делаем накат снизу. Для этого лучше использовать доски (можно не обрезные), которые нашиваются всплошную поперек балок, фиксируясь к ним саморезами. Если необходим слой пароизоляционного материала (пленки), он прикрепляется к несущим брусьям перекрытия перед формированием наката.
- 2. Следующий этап работ производится со стороны верхнего этажа и заключается в закладке теплоизоляционного материала, которым заполняют пространства межу балками.
- 3. После укладки утеплителя (звукоизолятора) формируем слой гидроизоляции и обшиваем балки. Со стороны верхнего этажа обшивать брусья выгодней плитами ОСБ или фанерой, которыми сразу будет создаваться основа для укладки финишного напольного материала. Если же использовать доски низкого качества, придется дополнительно устанавливать лаги и уже по ним формировать напольное покрытие.
Со стороны нижнего этажа делается обрешетка на базе досок наката, которая обшивается гипсокартоном, декоративными или другим отделочным материалом. На верхнем этаже производится настил (укладка) чистового напольного покрытия.
У многих участников моего тренинга по проектированию пока есть неопределенность с выбором перекрытий. Опишу в этой статье, как я подходил к их выбору. Я рассматривал перекрытия деревянные, заводские жб-плиты, и монолитные железобетонные, залитые на месте. В итоге выбрал деревянные. О чем я думал, когда выбирал:
Прочность
Если по-простому – что может выдержать перекрытие: небольшой легкий камин, твердотопливный котел, рояль, огромный аквариум… лошади по дому давно не ходят На самом деле, действительно тяжелых вещей, весом например более тонны, в большинстве домов конечно нет, и при правильно рассчитанной конфигурации деревянное перекрытие вполне надежно. Если длина пролета менее 5 метров, то обычно в качестве балок удается обойтись брусом стандартных размеров.
Если больше – желательно уже использовать фермы, или клееные балки. Готовые стоят дороже и далеко не на каждом строительном рынке их можно купить. Но в малоэтажном индивидуальном строительстве пролеты более 5 метров все же редкость.
Моим подписчикам я в рассылке высылал программу для расчета однопролетных деревянных балок, в ней как раз считается и максимальная разрушающая нагрузка, и расчетный прогиб. Приведу для примера несколько готовых вариантов м инимального сечения балок.
Расстояние между балками 0,5 м
|
Ширина пролета, м |
||||||||||||
|
Высота балок при толщине, см |
||||||||||||
Расстояние между балками 1 м
|
Ширина пролета, м |
||||||||
|
Высота балок при толщине, см |
||||||||
Для перекрытий из заводских железобетонных плит прочность известна и велика, для монолитного, залитого самостоятельно – рассчитывается, но расчет от реальности может сильно отличаться. Сказывается человеческий фактор, и качество ингредиентов.
Прогиб, или «зыбкость»
Для железобетонных перекрытий прогиб минимален, но на больших пролетах также может быть заметен.
Для дерева выше были таблицы с минимально допустимым сечением балок. Именно минимальным, с точки зрения прочности. Брать сечение, особенно высоту балки, конечно нужно больше, потому что от него также зависит прогиб, или если проще – «зыбкость» перекрытия.
Т.е. чем больше сечение деревянных балок, тем меньше ваш пол будет похож на батут. С детства помню, как в доме где я вырос, в гостиной были пролеты около 4-4,5 метров, и балки были из бревна 20-25 см, расстояние между ними около метра, и сверху обычная половая доска. При такой конфигурации ходить можно было без проблем. Но прыгать и танцевать – нет, потому что вся посуда в шкафу начинала звенеть. А если веселье в разгаре, то и дверки начинают слегка хлопать)))
Произошло это не сразу, а после того как дом несколько лет простоял неотапливаемым, и балки за это время обветшали. Чтобы исправить ситуацию, пришлось выпиливать в полу проем, лезть под пол и ставить под балки подпорки из кирпичей и деревянных прокладок.
В то же время, в более старом доме бабушки примерно были такие же пролеты, но доска на полу была 50-60мм, и в доме жили постоянно, поэтому такой проблемы не наблюдалось.
Здесь уже затронуто другое свойство перекрытия -
Долговечность
С одной стороны, деревянные перекрытия в сталинских домах стоят уже более 60 лет, а в некоторых домах и более 100. Но с другой стороны, дерево есть дерево, оно не вечное, живое, и сильно реагирует на внешние условия.
По сравнению с деревянными, долговечность бетонных перекрытий конечно, гораздо выше.
Пожароустойчивость
Лично для меня этот параметр был не сильно важен, потому что главное на мой взгляд – вовремя покинуть здание и не отравиться продуктами горения. Здесь более важно правило 30 секунд при проектировании дома. А проспать или не заметить пожар, когда уже вовсю горят перекрытия, очень маловероятно.
Звукоизоляция
Насколько слышны вибрации при ходьбе над головой, и шум – например разговор, музыка… Зависит от пирога перекрытия, устройства пола и потолка. Минеральная или базальтовая на мой взгляд слабый звукоизолятор, опилки например заметно превосходят ее по этому свойству. Здесь я говорю про обычную теплоизоляционную вату, с акустической дела пока не имел.
Чтобы вибрации при ходьбе на втором этаже не передавались на потолок, я сделал балки пола и потолка раздельными, и потом убедился в правильности своего выбора.
О звукоизоляционных свойствах пустотных плит перекрытия вы наверняка хорошо знаете из своего опыта проживания в квартире — насколько слышно музыку у соседей сверху, или слышно как маленькие дети бегают по потолку.
Стоимость монтажа
Деревянное перекрытие заметно дешевле бетонного. И на нем можно сэкономить еще больше, т.к. несложно сделать его самостоятельно. Чего не скажешь про заливку или укладку плит.
Отливка железобетонного перекрытия самостоятельно у многих получается дешевле, чем заводские плиты, но я бы не утверждал однозначно, что всегда так. Надо считать в каждом конкретном случае. Зависит от высоты и необходимости вызывать бетононасос, от стоимости рабочей силы, опалубки — будете ли вы применять ее дальше.
К тому же если для вас важна скорость – допустим вы планируете за сезон подвести все под крышу и закончить тепловой контур, а зимой приступить к отделке, то возможно будет лучше немного переплатить, чем терять полгода зимой. При расчете общего бюджета такой вариант может получиться даже дешевле.
Скорость монтажа
С учетом отделки, деревянные перекрытия собираются быстрее. Монолитные перекрытия требуют на монтаж гораздо большего времени, чем остальные. Нужно выставить опалубку, связать арматурный каркас, залить, выждать время для необходимого набора прочности, разобрать опалубку.
Но с точки зрения скорости здесь могут быть и некоторые «скидки» — часто для монолитного перекрытия можно не делать отдельного армпояса, в то время как под питы перекрытия как правило надо.
Риски, связанные с нарушением технологии неквалифицированными рабочими
Этот пункт для меня очень важен. С деревом ошибиться сложно – разве что неправильно рассчитать необходимое сечение и конфигурацию. Заводские плиты предсказуемы и надежны. А качество и надежность залитых самостоятельно перекрытий зависит от качества их расчета, выполненного армирования, качества бетона, ровности заливки как снизу, так и сверху, условий высыхания бетона.
Дополнительные особенности
Например, будет ли у вас теплый пол, и какой. Какой материал для пола, потолка, и как все это сочетается с разными видами перекрытий.
Вес перекрытий, для бетонных как правило немаленький, должен найти отражение в конструкции фундамента, и несущей способности стен.
Выбор типа перекрытия нужно сделать уже при проектировании, чтобы в проекте запланировать места опирания перекрытий, учитывать стандартные размеры плит, и не пришлось их потом резать, что стоит заметных денег. А если речь о деревянных перекрытиях – чтобы вы сразу понимали, обойдетесь ли стандартным брусом со стандартными размерами, или необходимо заказывать специальные балки. Фермы, клееные балки – обычно имеют бОльшую высоту, это также нужно учитывать в проекте.
При строительстве частных малоэтажных домов из дерева, бетонных блоков или кирпича между этажами чаще всего возводят деревянные перекрытия. Эти конструкции, по сравнению с альтернативными бетонными плитами, обладают рядом преимуществ. Деревянные перекрытия не перегружают стены, при монтаже не требуют привлечения грузоподъемной техники. Кроме этого, они обладают высокой прочностью, долговечностью и приемлемой ценой. Монтаж таких перекрытий достаточно прост, поэтому многие домашние мастера выполняют его самостоятельно.
Конструкция перекрытия
Основа деревянного перекрытия – это балки, которые удерживаются на несущих стенах и служат своеобразным «фундаментом» для остальных элементов конструкции. Так как балки при эксплуатации перекрытия будут нести на себе всю нагрузку, особенно внимание следует уделить их грамотному расчету.
Для балок обычно используют массивный или клееный брус, бревна, иногда - доски (единичные или скрепленные по толщине гвоздями или скобами). Для перекрытий желательно использовать брусья из хвойных пород (сосны, лиственницы), которые отличаются высокой прочностью на изгиб. Брусья из лиственных пород работают на изгиб намного хуже и могут деформироваться под нагрузкой.
На балки перекрытия с обеих сторон закрепляют черновые доски (OSB, фанеру), поверх которых нашивают лицевое покрытие. Иногда пол второго этажа настилают на лаги, которые закрепляют на балках.
Стоит помнить, что деревянное перекрытие со стороны первого этажа будет являться потолком, а со стороны второго этажа (мансарды, чердака) – полом. Поэтому верхнюю часть перекрытия обшивают напольными материалами: шпунтованной доской, ламинатом, линолеумом, ковролином и т.п. Нижнюю часть (потолок) – вагонкой, гипсокартоном, пластиковыми панелями и т.п.
Благодаря наличию балок, между черновыми досками образуется пространство. Его используют для придания перекрытию дополнительных свойств. В зависимости от назначения второго этажа, между балками перекрытия закладывают теплоизоляционны е или звукоизоляционны е материалы, защищенные от влаги гидроизоляцией или пароизоляцией.
В том случае, если второй этаж – это нежилой чердак, который не будет отапливаться, в конструкцию перекрытия обязательно закладывают теплоизоляцию. К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт и т.п. Под теплоизоляционны й слой (со стороны первого отапливаемого этажа) укладывают пароизоляционную пленку (пергамин, полиэтиленовые и полипропиленовые пленки).
Если в качестве теплоизоляции был использован ЭППС, не поглощающий водяных паров, пароизоляционную пленку из «пирога» можно исключить. Поверх теплоизоляционны х или звукоизоляционны х материалов, впитывающих и способных портиться от влаги, укладывают слой гидроизоляционно й пленки. В том случае, если при отделке были исключены возможности попадания атмосферной влаги на чердак, утеплитель можно не защищать гидроизоляцией.
Если второй этаж планируется, как отапливаемое и жилое помещение, то «пирог» пола не нуждается в дополнительной теплоизоляции. Однако, чтобы уменьшить воздействие шума, который будет возникать при передвижении людей по перекрытию, между балок укладывают звукоизоляционны й слой (обычно используют привычные теплоизоляционны е материалы).
К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт, звукопоглощающие панели ЗИПС, звукоизоляционны е мембраны (Tecsound) и т.п. При использовании материалов, способных впитывать водяные пары (базальтовая вата, стекловата), между первым этажом и звукоизолятором укладывается пароизоляционная пленка, а поверх звукоизолятора – гидроизоляция.
Крепление балок к стене
Балки перекрытия могут соединяться со стенами несколькими способами.
В кирпичных или брусовых домах концы балок заводят в пазы («гнезда»). Если используются брусья или бревна, то глубина заложения балок в стены должна составлять не менее 150 мм, если доски – не менее 100 мм.
Части балок, соприкасающиеся со стенками «гнезда», гидроизолируют, оборачивая их двумя слоями рубероида. Торцы балок срезают под 60° и оставляют неизолированными, чтобы обеспечить свободное «дыхание» древесины.
При заведении в «гнездо», между балкой и стеной (со всех сторон) оставляют вентиляционные зазоры в 30-50 мм, которые заполняют теплоизоляцией (паклей, минеральной ватой). Балку опирают на основание паза через антисептированну ю и гидроизолированн ую деревянную дощечку толщиной 30-40 мм. Боковые стороны паза можно засыпать щебнем или замазать цементным раствором на 4-6 см. Каждую пятую балку дополнительно скрепляют со стеной при помощи анкера.
В деревянных домах балки заглубляют в пазы стен не менее, чем на 70 мм. Чтобы предотвратить появление скрипов, между стенками паза и балкой прокладывают гидроизоляционны й материал. В некоторых случаях балки врезают в стены, выполняя соединения типа «ласточкин хвост» и т.п.
Также балки можно закрепить на стене с помощью опор из металла - стальных уголков, хомутов, кронштейнов. Они соединяются со стенами и балками саморезами или шурупами. Данный вариант крепления является наиболее быстрым и технологичным, однако менее надежным, чем при заведении балок в пазы стен.
Расчет балок перекрытия
Планируя строительство перекрытия, для начала следует рассчитать конструкцию его основы, то есть длину балок, их количество, оптимальное сечение и шаг расположения. От этого будет зависеть, насколько безопасным окажется ваше перекрытие и какую нагрузку оно сможет выдерживать при эксплуатации.
Длина балок
Длина балок зависит от ширины пролета, а также от способа крепления балок. Если балки будут закреплены на металлических опорах, их длина будет равняться ширине пролета. При заделке в пазы стен, длину балок рассчитывают, суммируя величину пролета и глубину заведения двух концов балки в пазы.
Шаг расположения балок
Расстояние между осями балок выдерживают в пределах 0,6-1 м.
Количество балок
Расчет количества балок выполняют следующим образом: планируют размещение крайних балок на расстоянии минимум 50 мм от стен. Остальные балки размещают в пространстве пролета равномерно, в соответствии с выбранным интервалом (шагом).
Сечение балок
Балки могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое, двутавровое сечение. Но классическим вариантом все же является прямоугольник. Часто используемые параметры: высота – 140-240 мм, ширина – 50-160 мм.
Выбор сечения балки зависит от ее планируемой нагруженности, ширины пролета (по короткой стороне помещения) и интервала размещения балок (шага).
Нагруженность балки высчитывают, суммируя нагрузку ее собственного веса (для междуэтажных перекрытий – 190-220 кг/м 2) с временной (эксплуатационно й) нагрузкой (200 кг/м 2). Обычно, для эксплуатируемых перекрытий, нагрузку принимают равной 350-400 кг/м 2 . Для чердачных неэксплуатируемы х перекрытий можно брать меньшую нагрузку, вплоть до 200 кг/м 2 . Специальный расчет необходим, если предполагаются значительные сосредоточенные нагрузки (например, от массивной ванны, бассейна, котла и т.п.).
Балки укладывают вдоль короткого пролета, максимальная ширина которого – 6 м. На большем пролете неизбежно провисание балки, которое приведет к деформации конструкции. Однако и в такой ситуации есть выход. Для поддерживания балок на широком пролете устанавливают колонны и опоры.
Сечение балки напрямую зависит от ширины пролета. Чем больше пролет, тем более мощную (и прочную) балку необходимо выбирать для перекрытия. Идеальный пролет для перекрытия балками составляет до 4 м. Если пролеты шире (до 6 м), то использовать необходимо нестандартные балки с увеличенным сечением. Высота таких балок должна составлять не менее 1/20-1/25 от величины пролета. Например, при пролете 5 м нужно использовать балки с высотой 200-225 мм при толщине 80-150 мм.
Конечно, самостоятельно выполнять расчеты балок необязательно. Можно воспользоваться готовыми таблицами и диаграммами, в которых указаны зависимости размеров балок от воспринимаемой нагрузки и ширины пролета.
После выполнения расчетов можно приступать к устройству перекрытия. Рассмотрим весь технологический процесс, начиная с фиксирования балок на стены и, заканчивая, финишной обшивкой.
Технология устройства деревянного перекрытия
Этап #1. Установка балок перекрытия
Чаще всего балки устанавливают с заведением их в пазы стен. Такой вариант возможен, когда монтаж перекрытия ведется на стадии строительства дома.
Процесс монтажа в этом случае выполняется следующим образом:
1. Балки покрывают антисептиками и антипиренами. Это необходимо, чтобы снизить склонность деревянных конструкций к гниению и обеспечить пожаробезопаснос ть.
2. Концы балок подрезают под углом 60°, выкрашивают их битумной мастикой и оборачивают рубероидом в 2 слоя (для гидроизоляции). При этом торец должен остаться открытым, для свободного выхода через него водяных паров.
3. Начинают монтаж с установки двух крайних балок, которые размещают на расстоянии 50 мм от стен (минимум).
Брусья заводят в «гнезда» на 100-150 мм, оставляя вентиляционный зазор между древесиной и стенами не менее 30-50мм.
4. Для контроля горизонтальности балок устанавливают по их верхней плоскости на ребро длинную доску, а поверх нее – пузырьковый уровень. Чтобы выровнять балки по уровню, применяют деревянные плашки разной толщины, которые подкладывают в нижнюю часть паза на стене. Плашки предварительно должны быть обработаны битумной мастикой и высушены.
5. Чтобы исключить скрип балки и перекрыть доступ холодного воздуха, зазор заполняют минеральным утеплителем или паклей.
6. По уложенной контрольной доске выкладывают остальные, промежуточные, балки. Технология их заведения в гнезда стен такая же, как и при монтаже крайних балок.
7. Каждая пятая балка дополнительно закрепляется к стене при помощи анкера.
Когда дом уже построен, то установку балок для перекрытия проще выполнить с помощью металлических опор. В этом случае процесс монтажа таков:
1. Балки пропитывают антипиренами и антисептиками.
2. На стенах, на одном уровне, в соответствии с рассчитанным шагом балок, фиксируют опоры (уголки, хомуты, кронштейны). Крепление выполняют саморезами или шурупами, вкручивая их в отверстия опор.
3. Балки укладывают на опоры и фиксируют их саморезами.
Этап #2. Крепление черепных брусков (при необходимости)
Если удобнее настилать «пирог» конструкции перекрытия сверху, то есть со стороны второго этажа, по кромкам балок с обеих сторон набивают черепные бруски с сечением 50х50 мм. Нижняя часть брусков должна идти вровень с поверхностью балок. Черепные бруски необходимы для того, чтобы укладывать на них доски наката, являющиеся черновой основой для потолка.
Без черепных брусков можно обойтись, если подшивать доски наката снизу, со стороны первого этажа. В этом случае их можно крепить непосредственно на балки, с помощью саморезов (гвозди не подходят, так как их сложно забивать вертикально в потолок).
Этап #3. Крепление досок наката для черновой основы потолка
При монтаже со стороны второго этажа на черепные бруски гвоздями или саморезами закрепляют доски наката (возможно использование OSB, фанеры).
При креплении наката со стороны первого этажа, доски закрепляют на балках снизу при помощи саморезов. При необходимости проложить между балками толстый слой утеплителя или звукоизоляционно го материала, вариант подшивки досок снизу предпочтителен. Дело в том, что черепные бруски «съедают» часть межбалочного пространства, а без их применения толщину перекрытия можно полностью заложить изоляционным материалом.
Этап #4. Укладка пароизоляции (при необходимости)
Пароизоляцию закладывают в конструкцию перекрытия перед утеплителем (который также может выполнять функции звукоизолятора), если есть риск попадания в него пара или возникновения конденсата. Это происходит, если перекрытие устраивают между этажами, первый из которых отапливаемый, а второй – нет. Например, над первым жилым этажом обустраивают неотапливаемую мансарду или чердак. Также пар в утеплитель перекрытия может проникнуть из влажных помещений первого этажа, например, из кухни, ванной, бассейна и т.п.
Пароизоляционную пленку укладывают поверх балок перекрытия. Полотна настилают внахлест, заводя края предыдущего полотна на последующее на 10 см. Стыки проклеивают строительным скотчем.
Этап #5. Устройство теплоизоляции или звукоизоляции
Между балками сверху укладывают плитные или рулонные тепло- или звукоизоляторы. Необходимо избегать щелей и пустот, материалы должны плотно прилегать к балкам. По этой же причине нежелательно применять обрезки, которые приходится стыковать между собой.
Чтобы снизить возникновение ударных шумов в перекрытии (при жилом верхнем этаже), по верхней поверхности балок укладывают полосы звукоизолятора толщиной минимум 5,5 мм.
Этап #6. Укладка гидроизоляционно й пленки
Поверх тепло- или звукоизоляционно го слоя укладывают гидроизоляционну ю пленку. Она служит для препятствия проникновения влаги с верхнего этажа в изолирующий материал. Если верхний этаж будет нежилым, то есть мыть полы там никто не будет и проникновение атмосферной влаги тоже будет исключено, гидроизолирующую пленку можно не использовать.
Гидроизоляционну ю пленку укладывают полотнами, внахлест на 10 см. Стыки проклеивают скотчем для предупреждения проникновения влаги в конструкцию.
Этап #7. Крепление досок (фанеры, OSB) для чернового пола
По балкам сверху нашивается черновая основа для пола второго этажа. Можно использовать обычные доски, OSB или толстую фанеру. Крепление выполняют при помощи саморезов или гвоздей.
Этап #8. Обшивка перекрытия снизу и сверху финишными покрытиями
Поверх черновой основы снизу и сверху перекрытия можно укладывать любые подходящие материалы. На верхней стороне перекрытия, то есть на полу второго этажа, устраивают покрытия из ламината, паркета, ковролина, линолеума и т.д. При обустройстве пола нежилого чердака, черновые доски можно оставить без обшивки.
На нижней поверхности перекрытия, которая служит потолком для первого этажа, нашивают потолочные материалы: деревянную вагонку, пластиковые панели, гипсокартонные конструкции и т.п.
Эксплуатация перекрытий
Если в конструкции были использованы балки с большим запасом прочности, уложенные с небольшим шагом, то такое перекрытие долго не будет нуждаться в ремонте. Но все же проверять балки на прочность нужно регулярно!
При повреждении балок насекомыми или в результате переувлажнения, выполняется их укрепление. Для этого ослабленная балка вынимается, заменяется на новую либо усиливается при помощи прочных досок.
Для выполнения межэтажного перекрытия в частном домостроительстве, как правило, применяют один из четырёх вариантов:
Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно и постараемся подобрать для нас наиболее подходящий вариант.
До того как начну высказывать своё мнение по поводу каждого варианта перекрытия хочу заострить ваше внимание на том что любое из них лучше выполнять по армированному поясу. Во первых армированный пояс придаст вашему строению дополнительный запас прочности, а во вторых более равномерно передаст нагрузку от перекрытия на стены.
Выполняется в строениях со стенами практически из любого материала но могу сказать что данный тип перекрытия идеален для стен из СИП панелей . Не могу сказать, что этот способ менее трудоемкий, чем остальные, скорее наоборот. Смысл данной конструкции заключается в следующем: с опиранием на несущие стены укладываются деревянные балки сечением 100х200мм, балки укладываются на сторону с длиной 100мм, расстояние между балками составляет от 0,60м.
На многих сайтах можно найти приведённые расчёты нагрузок на перекрытие, расстояние и сечение балок которые необходимо применять в зависимости от длинны пролёта (расстояния между несущими стенами). По этому поводу хочется сказать лишь следующее: Не заморачивайте себе голову. Все эти заморочки вытянуты из СНиПов и ГОСТов по строительству, написанных ещё в прошлом веке под типовое строительство. Подумайте сами, большинство пиломатериала изготавливается длиной 4,50м, сечение бруса 200х200мм, полубруса 200х100мм. Найти или заказать пиломатериал с другими параметрами довольно сложно и накладно по деньгам получается. Так вот зачем оно вам? Есть лишние деньги? Отдайте деньги жене, она найдёт им достойное применение;-). Так уж выходит, что лучше заранее подумать о том из какого материала будет перекрытие и запроектировать помещения с соответствующими геометрическими параметрами, что бы не бегать потом по окрестностям, в поисках бруса длиной 5,50м и сечением 300х150мм. Исходя из всего выше сказанного, возвращаемся к сути нашего вопроса: принимаем балки с сечением 200х100мм, расстоянием между ними 0,60м и заканчиваем на этом головоломку. Желательно для перекрытия применять брус из лиственницы, данный тип древесины очень хорошо противостоит гниению по сравнению с другими породами древесины.
После монтажа, к балкам крепятся черепные бруски с сечением 40х50мм. Они служат опорой для щитов наката. Крепить бруски можно как гвоздями, так и шурупами, главное требование – это надёжность. Бруски должны нести на себе вес щитов наката и материалов выполняющих роль звукоизоляции.
Далее укладываются щиты наката. Щит наката – это доски из низкосортной древесины, уложенные перпендикулярно к балкам на черепные бруски. В нашем случае вполне можно использовать, некондиционный тёс, его толщина составляет 20мм, ширина 180-250мм. До укладки, доски ля щита наката должны быть антисептированы и обработаны антипиренами. Между щитом наката и балкой перекрытия должен оставаться зазор 8-10мм. Между досками самого щита наката зазор должен быть минимальным.
По щиту наката я советую уложить полиэтиленовую плёнку в один слой с нахлёстом на балки перекрытия . Делается это для того что бы частицы звукоизолирующего материала и пыль не сыпались сквозь оставшиеся щели.
Затем укладывается звукоизоляционный материал. В качестве такого материала можно использовать минеральную вату, из подручных средств хорошо подходят опилки, реже применяют плиты из полистиролбетона с маркой прочности D200 и менее.
После устройства звукоизоляции, укладывается черновой пол из досок толщиной 40-50мм, и выполняется ряд работ по устройству чистового пола.
Сборное железобетонное межэтажное перекрытие
Так же как и в случае с цокольным межэтажным перекрытием имеет очень большую трудоёмкость. Проще говоря, вам будет довольно сложно самостоятельно его изготовить. Связано это с тем, что выполнение данного требует установки опалубки, большого количества подпорок, выполнения серьёзного арматурного каркаса и качественной бетонной смеси . Исходя из всего выше сказанного, настоятельно рекомендую вам выполнять межэтажное перекрытие по балкам или плитами. Если вы имеете возможность использовать металлические двутавровые балки, то это будет просто шикарно. Но за неимением лучшего, всем остальным советую принять листвяные балки сечением 200 х 100мм. Этот способ является самым оптимальным по показателю цена/качество.
В настоящее время данный вид перекрытия становится достаточно популярным. Конструкция такова, что позволяет делать перекрытие, как по цоколю, так и между этажами. Использование небольших пустотелых блоков позволяет делать перекрытия в зданиях с непростой геометрической формой (использование эркеров и других архитектурных изысков). Суть данного метода довольно проста:
Укладываются пустотелые металлические балки
На балки укладываются пустотелые блоки
Вся эта конструкция заливается бетоном
При этом очень важно, что бы бетон имел как можно большее сцепление с балками. Ну, вроде всё просто. Данный тип перекрытий имеет ряд преимуществ перед сборными и монолитными перекрытиями:
Процесс возведения требует меньших трудозатрат (3-4 человека)
перекрытие более лёгкое (на 20% легче сборного, и на 50% легче монолитного)
Значительно снижается стоимость (до 30%)
Не требуется строительной техники (достаточно электроинструмента)
Не требуется выполнения выравнивающей стяжки
Всё довольно просто. Как разберусь более детально с этим типом перекрытия, так сразу же напишу развёрнутую статью по данной теме.
