Деревянные перекрытия — защита и усиление

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Особенности монтажа деревянных перекрытий

Чтобы построить перекрытия из дерева, стоит использовать полотна из лиственницы и хвойных пород. Обработать их не сложно и к тому же, они боле прочные и обладают высокой эластичностью.

Установить на перекрытия можно только просушенные брусья, в противном случае, вполне возможно образование плесени, сырости и даже гниения полотен.

Выполнять монтаж деревянных перекрытий следует при наличии соответствующего опыта

Как проверить сухость бревна? Достаточно постучать по нему топором, и он должен издать звонкий и чистый звук. Длина балок зависит от ширины здания. Балки – это не единственный вариант материала чтобы сделать балочное перекрытие между первым и вторым этажом, так как есть и другие не менее подходящие варианты, посредством которых можно сделать качественный монтаж.

Варианты:

1. Нередко, укладка проводится черепными брусками, сечение которых составляет 50х50 мм. Их правильнее уложить на нижние части балок по обеим сторонам. А уже на них проводится подшивка потолка первого этажа.
2. Междуэтажное перекрытие может быть сделано за счет такого полотна, как черновая доска, которая станет черновым полом мансарды. Сделать ее не сложно, и можно использовать даже нестроганое полотно.
3. Можно положить шпунтованную доску.

Обязательно нужно провести утепление пола мансардного этажа. Толщина утеплителя напрямую зависит от выбранного материала. Как правило, пространство заполняется рулонным материалом, например, волокнистой теплоизоляцией в виде минеральной плиты. Она не горит, отлично сохраняет тепло и при этом хорошая шумоизоляция.

Балки из обтесанных бревен

Вместо брусьев за основу можно взять обтесанные с нескольких сторон бревна (зачастую с 2 сторон), в народе такой матераил называют лафет, подробнее о нем можно прочесть в моей статье тут. Но для них существуют соответствующие требования:

• Во-первых, нужно подобрать нужный диаметр;
• Во-вторых, древесина должна сушится в помещении или под навесом до влажности не более 20%.

Большим «плюсом» такого решения является его дешевизна.

Чтобы усилить несущую способность перекрытия можно использовать перекрестную схему установки. При таком строении перекрытие опирается по контуру на все стены здания и для конструкции берется меньше пиломатериалов, чем при обычном. Для укрепления узлы пересечений стягиваются при помощи проволочных скруток или хомутов. Такая система используется очень редко, ведь легче сделать обыкновенное перекрытие и уменьшить шаг несущих балок

Перекрестное перекрытие между этажами. Крепление осуществляется специальными фиксаторами…

Стоит отметить, что перекрытия отличаются между собой утеплением. Чердачное утепляют, применяя нижний пароизоляционный слой, надподвальное — применяя верхний пароизоляционный слой, а между первым и вторым этажом можно положить звукоизоляционные материалы.

Выбор балок для перекрытия

Существует несколько видов деревянных балок:

1. из цельного бруса;

Цельный брус

1. сбитые из досок;

Возможный вариант

1. из круглого леса.

Весь дом из кругляка

Балки из бруса

Этот строительный материал применяется чаще всего, основным плюсом является его доступная цена и экологичность. Основной минус – это тот факт, что чаще всего брус изготавливается из сердцевины дерева, которая уступает по плотности внешним слоям. Из-за этого возможен прогиб бруса, что крайне нежелательно.

Схема по прогибу бруса

Отдельная разновидность бруса – клееный брус. По своей нагрузочной способности он значительно превосходит цельный. Изготовление такого бруса возможно по индивидуальным размерам, что позволяет значительно сэкономить время на его подгонку и монтаж.

Клееный брус будет лучше

Сбитые из досок балки

Данная конструкция также превосходит цельный брус по своим характеристикам. Правильным вариантом получения такого бруса необходимого размера является склеивание досок клеем «Клейберит» или его аналогом. Затем производится закрепление досок деревянными стержнями на этом же клею (Узнайте здесь, что такое пенодиатомитовый кирпич).

Перемычки из сбитых досок

Можно делать вот так

Балки из круглого леса

Практически все специалисты рекомендуют использовать для балок круглый лес. Связано это с его хорошими характеристиками. Балки из круглого леса способны выдерживать большую нагрузку.

Можно из кругляка делать

Обратите внимание! Качественное деревянное перекрытие должно быть из сухой древесины хвойных пород. Только в этом случае вы получите полную уверенность в том, что перекрытие не будет подвержено гниению при правильном монтаже и эксплуатации.

Сухой брус

Узнать сечение балки и необходимое межосевое расстояние можно  по таблице:

Размеры балки, мм	Длина пролета
3м	3,5м	4м	4,5м	5м	5,5м	6м
Балки для цокольных и межэтажных перекрытий
Брусья                                                              Расстояние между центрами балок
140*180			1550 мм	1200 мм	1000 мм	800 мм	700 мм
150*200				1650 мм	1300 мм	1000 мм	900 мм
160*220				2000 мм	1700 мм	1400 мм	1100 мм
Доски                                                              Расстояние между центрами балок
50*160	800 мм	600 мм	450 мм
50*200	1250 мм	900 мм	700 мм	550 мм	450 мм
80*180	1550 мм	1200 мм	900 мм	700 мм	550 мм	450 мм
Балки для чердачных перекрытий
Брусья                                                        Расстояние между центрами балок
140*180				1800 мм	1400 мм	1200 мм	1050 мм
150*200				2400 мм	2000 мм	1650 мм	1400 мм
160*220					2500 мм	2000 мм	1750 мм
Доски                                                         Расстояние между центрами балок
50*160	1200 мм	900 мм	650 мм	500 мм	420 мм
50*200	1850 мм	1350 мм	1050 мм	800 мм	650 мм	550 мм	450 мм
80*180	2400 мм	1750 мм	1350 мм	1050 мм	850 мм	700 мм	600 мм

Параметры стойкости конструкции

Для определения параметров стойкости конструкции из цельной древесины (к примеру, хвойной) скорость выгорания данной древесины принимают равной 0,8 мм/мин. В ходе расчета перекрытий по открытым древесным балкам высотой 24 см при ширине пролета 5,8 м либо 5,85 м ширина балок увеличивается до 120 мм и больше. Таким образом, с учетом огнестойкости в данном случае необходимо выбирать балки, поперечное сечение которых составляет 11 см х 24 см.

Делая вывод из всего вышесказанного, можно сказать, что относительно надежности пожарной безопасности и звукоизоляции перекрытий дома остается еще довольно много вопросов, которые в ближайшие годы предстоит решать объединенными усилиями конструкторов, ученых, изготовителей строительных материалов, проектировщиков, а также строителей.

Основные требования к конструкции

Как сделать, чтобы потолочное перекрытие в частном доме было надежным, служило долгие годы и не стало местом трагических событий?

Запоминайте базовые стандарты, предъявляемые к конструкции, и проследите, чтобы все они были строго исполнены:

• огнестойкость, особенно в случае прокладки дымохода, если речь идет о чердачном помещении;
• достаточная жесткость, исключающая деформацию и/или прогиб поверхности (норма для междуэтажного разделения – 1/250, чердака – 1/200);
• соответствие перекрытия эксплуатационным нагрузкам (оптимальные показатели по массе и габаритам);
• необходимая звуко- и теплоизоляция, рассчитываемая с учетом самой низкой температуры и самого высокого шумового фона;
• дополнительные требования, исходя из конкретной ситуации (водо- либо газонепроницаемость).

Только вам решать, нанимать ли для работ профессионалов или заняться процессом самостоятельно

Расчет нагрузки, действующей на перекрытие

Суммарное весовое усилие, которое должны выдержать балки, складывается из собственного веса конструкции перекрытия (включая вес заполнителя, утеплителя), эксплуатационной нагрузки – веса предметов обстановки, людей. Упрощенный расчет нагрузок выполняется на основании требований СНиП

Согласно нормативным данным:

• предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м чердачного облегченного перекрытия составляет 90 кг;
• предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м межэтажного перекрытия, предназначенного для хранения вещей, составляет 100 кг;
• предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м перекрытия первого этажа, на котором размещается мебель и домашнее оборудование, составляет 350 кг.

В соответствии со значениями того же СНиПа, переменная эксплуатационная нагрузка на 1 кв. м перекрытий всех типов составляет 50 кг. Значит, предельная суммарная нагрузка на 1 кв. м перекрытия во видам составит:

• чердачное – 130 кг;
• межэтажное – 150 кг;
• первого этажа – 400 кг.

Ниже приведены ориентировочные варианты подбора популярных ширин и высот балок для настилания над различными пролетами.

С частотой укладки – 0,6 метра:

• 75 мм х 100 мм – 2-метровый пролет;
• 75 мм х 150 мм – 2,5-метровый пролет;
• 75 мм х 175 мм – 3-метровый пролет;
• 100 мм х 200 мм – 4-метровый пролет;
• 100 мм х 200 мм – 4,5-метровый пролет;
• 125 мм х 200 мм – 5-метровый пролет;
• 150 мм х225 мм – 6-метровый пролет.

С частотой укладки – 1,0 метра:

• 75 мм х 150 мм – 2-метровый пролет;
• 100 мм х 150 мм – 2,5-метровый пролет;
• 100 мм х 175 мм – 3-метровый пролет;
• 125 мм х 200 мм -4-метровый пролет;
• 150 мм х 200 мм – 4,5-метровый пролет;
• 150 мм х 225 мм – 5-метровый пролет;
• 175 мм х 250 мм – 6-метровый пролет.

Зная алгоритм расчетов, представленный в СНиПе , можно составить калькулятор, который будет точно определять оптимальное соотношение шага укладки каркаса перекрытия, сечения балок и длины пролета.

Устройство деревянных перекрытий в газобетонных домах

Газобетон – достаточно теплый и легкий материал. Его увеличивающаяся популярность объясняется тем, что газобетонные блоки хорошо удерживают тепло и имеют низкую стоимость.

Но важно помнить, что этот материал не обладает высокой прочностью. Это необходимо учитывать при выборе остальных несущих конструкций.

Если говорить о перекрытиях, то деревянные перекрытия в таком доме из газобетона станут самым лучшим вариантом.

Виды конструкций

Чтобы разделить межэтажное пространство можно применять следующие виды конструкций:

• перекрытие по балкам;
•  плитное перекрытие;
•  монолитное перекрытие.

Применение в газобетонном доме тяжелых металлических или железобетонных элементов нежелательно, поэтому выполнение перекрытия по деревянным балкам – самый распространенный и разумный вариант.

Сборное железобетонное

Схема опирания ж/б перекрытий

К положительным сторонам данного вида конструкции можно отнести:

• высокая скорость монтажа;
• надежность и прочность;
• негорючесть.

Недостатков у данного типа намного больше. Особенно они заметны при строительстве частного дома из газобетона:

• ограниченное количество типоразмеров;
• большая масса элементов;
• необходимость использования грузоподъемной техники;
• невозможность применения при сложной форме помещения;
• необходимость наличия большой площади для складирования.

Монолитное железобетонное

Монолитное перекрытие позволяет использовать его в помещениях сложных форм и с нетиповыми пролетами. Существует два типа таких перекрытий для частного дома:

• по деревянным балкам и влагостойкой фанере;
• по металлическим балкам и профлисту.

Второе для газобетонного дома сразу же отпадает из-за высокой массы и слишком больших различий в характеристиках материала. Монолитное перекрытие с использованием деревянных балок подходит для зданий с небольшими пролетами, поскольку при увеличении расстояний между стенами, увеличивается толщина бетонного слоя.

Устройство бетонных перекрытий значительной толщины создает слишком большие нагрузки на хрупкие газобетонные стены.

К положительным характеристикам данного вида конструкции можно отнести:

• возможность заливки площади любой формы;
• нет необходимости в сложной технике;
• прочность и надежность.

К минусам относятся:

• трудоемкость процесса;
• необходима установка опалубки и специальных опорных стоек;
• сложность технологических режимов при укладке смеси;
• большая масса конструкции.

Чердачное перекрытие по балкам: технология монтажа по шагам

Согласно результатам расчета, выбирают сечение бруса. Обычно его высота составляет 150-250 мм, а ширина – 100-250 мм. Иногда брус заменяют досками с линейными размерами 100-250 мм и 40-80 мм. При этом достигается экономия пиломатериалов, и несколько снижаются эксплуатационные характеристики будущей конструкции — однако для чердачного перекрытия это некритично. Желательно, чтобы высота бруса равнялась толщине расчетного слоя теплозвукоизоляции.

Особенности установки деревянных балок

Шаг балочных элементов зависит от расчетной нагрузки, выбранного сечения и длины пролета. Обычно интервал между соседними балками выдерживают от 300 до 600 мм, согласовывая его с шириной листов подшивки.

Деревянные перекрытия изготавливают в такой последовательности.

1. Концы деталей, которые будут контактировать с бетоном или кирпичом, пропитывают антисептиком и оборачивают рубероидом (гидроизолом, полиэтиленовой пленкой) на длину до 300 мм. Торец балки, предварительно обрезанный под углом 60 о, не изолируют, но оставляют расстояние от него до стены около 30 мм.

2. Для опоры брусьев или досок в стенах делают выборки глубиной 120-200 мм. Фиксацию концов выполняют с помощью анкерных связей. С одной стороны эти металлические детали крепят к балкам, а с другой – заделывают в стену.

3. Снизу к балкам прибивают обрешетку из реек с минимальным сечением 20 х 90 мм, располагая их в перпендикулярном направлении с шагом 0,6 м.

4. Сверху набивают лаги или устанавливают между балками вертикальные распорки (38 х 100 мм). Второй способ предпочтительнее: он способствует увеличению жесткости перекрытия. Деревянные распорки прибивают гвоздями или крепят с помощью металлических кронштейнов.

5. Подшивают потолок фанерой, древесно- или цементно-стружечными плитами либо ОСП, предварительно проложив слой пароизоляционной пленки толщиной 0,2 мм (нахлест соседних листов – около 200 мм). Обшивка становится дополнительным силовым каркасом перекрытия. Плиты ориентируют так, чтобы их короткая сторона была перпендикулярна балкам.

Совместная работа стальных балок и монолитного перекрытия

При расчете конструкций зданий и сооружений инженер выполняет построение расчетной модели из конечных элементов и, как правило, модель подходит только для одного расчетного случая. В заметке рассмотрим сложности при работе со стальной балочной клеткой, на которую опирается монолитная железобетонная плита.

Представим задачу: необходимо выполнить расчет несущей способности стальной балки, если известны конструкция балок (длина, шаг) и конструкция покрытия. По большинству рекомендаций инженер без труда вычислит грузовую площадь, составит расчетную схему в виде балки, приложит нагрузку и получит изгибающий момент, который и пойдет для проверки сечения.

Рис. 1 Грузовая площадь балки