Деревянные перекрытия (рис. 1 ) в большинстве случаев состоят из несущих балок, пола, межбалочного заполнения и отделочного слоя потолка. Звуко- или теплоизоляция обеспечивается настилом, который называют накатом.

Балки чаще всего представляют собой деревянные брусья прямоугольного сечения. Для накатов целесообразно применять деревянные щиты. В целях экономии древесины дощатые накаты можно заменять накатами из ребристых или пустотелых гипсовых или легкобетонных блоков. Такие элементы несколько тяжелее деревянных накатов, зато они невозгораемые и не загнивают.
Для обеспечения лучшей звукоизоляции от воздушного переноса звука по накату делают глинопесчаную смазку толщиной 20-30 мм, поверх которой насыпают шлак или сухой прокаленный песок толщиной 6-8 см. Засыпка из пористого материала поглощает часть звуковых волн.
В конструкцию деревянного перекрытия входит настил пола из строганных шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам, из пластин или досок, которые укладывают поперек балок через 500-700 мм.

Деревянные балки перекрытий

Несущими элементами балочных перекрытий являются деревянные балки прямоугольного сечения высотой 140-240 мм и толщиной 50-160 мм, уложенные через 0,6; 0,8; 1 м. Сечение деревянных балок перекрытий зависит от нагрузки, подшивки (наката) с засыпкой, и дощатого пола, настеленного по лагам как непосредственно по лагам (Таблица 1. ).

Таблица 1. Минимальное сечение деревянных балок перекрытия прямоугольного сечения

Использование лиственных пород дерева в качестве балок перекрытия не допустимо, так как они плохо работают на изгиб. Поэтому в качестве материала для изготовления деревянных балок перекрытия применяют хвойные породы древесины, очищенные от коры и антисептированные в обязательном порядке. Чаще всего концы балок заводятся в специально оставляемые для этой цели гнезда в кирпичных стенах непосредственно в процессе кладки (рис. 2 а. или рис. 2 б. ), либо врубаются в верхний венец бревенчатых, брусчатых и каркасно-щитовых стен.

Длина опорных концов балки должна быть не менее 15 см. Укладку балок ведет "маячковым" способом - вначале устанавливают крайние балки, а затем промежуточные. Правильность положения крайних балок проверяют уровнем или ватерпасом, а промежуточных - рейкой и шаблоном. Балки выравнивают, подкладывая под их концы просмоленные обрезки досок разной толщины. Подкладывать щепки или подтесывать концы балок не рекомендуется.
Деревянные балки перекрытий укладывают как правило, по короткому сечению пролета по возможности параллельно друг другу и с одинаковым расстоянием между ними . Концы балок, опирающиеся на наружные стены, срезают наискось под углом 60 град., антисептируют, обжигают или обертывают двумя слоями толя или рубероида. При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен мы рекомендуем концы балок обработать битумом и просушить, чтобы снизить вероятность гниения от увлажнения. Торцы балок обязательно оставляют открытыми. Пространственные ниши при заделке деревянных балок перекрытий заполняют вокруг балки эффективным утеплителем (минеральная вата, пенопласт). При толщине кирпичных стен до 2-х кирпичей зазоры между концами балок и кирпичной стенкой заливают цементным раствором. Можно также как вариант утеплить концы балок деревянными коробами, предварительно просмолив их. В толстых стенах (2,5 кирпича и более) концы балок не прикрывают, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняет концы балок от конденсации влаги. Диффузия влаги в деревянной балке показана на рис. 3.

При опирании балок на внутренние стены под их концы подкладывают два слоя толя или рубероида.
Каждую третью балку, заделываемую в наружную стену, закрепляют анкером. Анкеры крепят к балкам с боков или снизу и заделывают в кирпичную кладку.
При отсутствие бруса подходящего сечения можно использовать сколоченные и поставленные на ребро доски, при этом общее поперечное сечение, по сравнению с целой балкой, не должно уменьшиться.

Кроме того, вместо брусчатых балок можно использовать бревна соответствующего диаметра, обтесанные с трех сторон, что более экономично (круглый лес значительно дешевле пиломатериалов), но в этом случае бревна должны быть выдержаны в сухом помещении не менее одного года, подобно бревенчатому срубу.
Для усиления несущей способности перекрытия может быть использована перекрестная схема установки силовых балок. При применении такой схемы перекрытие опирается на все стены здания по контуру. Узлы пересечений балок стягивают хомутами или проволочными скрутками. Перекрестная схема перекрытий применяется крайне редко, так как гораздо проще уменьшить шаг несущих балок и сделать обыкновенное перекрытие, но на изготовление перекрестного перекрытия расходуется меньшее количество пиломатериалов, чем на традиционное, при одинаковой несущей способности перекрытий.
Конструктивные различия перекрытий наблюдается при их утеплении (рис 1. ). Междуэтажное перекрытие не утепляют, чердачное (с холодным чердаком) - утепляют с устройством нижнего пароизоляционного слоя, а надподвальное - утепляют с устройством верхнего пароизоляционного слоя.

Накат

Следующим этапом в сооружении перекрытий является настил наката. Для его крепления к балкам прибивают черепные бруски сечением 5 х 5 см, непосредственно на которые и укладывают доски наката. (рис 4. )

Пластины наката плотно подгоняют друг к другу, убирая все щели между отдельными досками. Стремитесь к тому чтобы нижняя поверхность наката была в одной плоскости с балками перекрытия. Для этого необходимо в досках наката выбрать четверть (фальц). Для сооружения наката не обязательно использовать полноценные доски, их вполне можно заменить горбылем. Подшивку из досок толщиной 20-25 мм крепят гвоздями, забиваемыми под углом. Как мы уже отмечали вместо досок для наката можно использовать фибролитовые, гипсошлаковые и другие легкобетонные плиты, что повышает огнеустойчивость перекрытий. Уложенный накат покрывают слоем толя или рубероида и засыпают или закладывают утеплитель: как и в стенах, здесь можно использовать минеральную вату, опилки, шлак. При утеплении перекрытий сыпучие утеплители не утрамбовывают, а их засыпку осуществляют на высоты балок. Вид утеплителя и его толщину определяют от расчетной наружной температуры воздуха, применяя данные Таблицы 2 .

Таблица 2. Толщина засыпки чердачного перекрытия в зависимости от температуры наружного воздуха

В последнюю очередь верхнюю грань балок застилают толем или рубероид, а сверху накладывают лаги. Заметим, что лаги не являются обязательным элементом перекрытия. Укладка лаг экономически обоснована, если балки имеют редкое расположение.

Также обращаем ваше внимание на то, какие элементы перекрытий окажутся лишними при сооружении цокольных и чердачных перекрытий:
- в цокольном перекрытии нет подшивки
- в чердачном перекрытии нет лаг и чистого пола

Цокольное перекрытие можно сконструировать таким образом, что лишними окажутся накат и утеплитель (разумеется, без ущерба для эксплуатационных качеств), однако в этом случае будет обязательна рубероидная прокладка по всей площади пола, а засыпка будет гравий или утрамбованный щебень (Рис 5. )

Устройство дымохода (дымовой трубы)

В местах соприкосновения деревянных перекрытий с дымовыми каналами устраивают разделку (Рис 6. )

Расстояние от края дымового канала до ближайшей деревянной конструкции принимается не менее 380 мм . Проемы перекрытий в местах прохода дымовых труб обшивают несгораемыми материалами. В местах перекрытий в дымовых трубах устраивают разделку - утолщение стенок трубы. В пределах разделки толщина стенок дымовой трубы увеличивается до 1 кирпича, то есть до 25 см. Но и в этом случае балки перекрытия не должны касаться кирпичной кладки трубы и отстоять от горячей поверхности не менее чем на 35 см. Это расстояние может быть уменьшено до 30 см путем прокладки между разделкой и балкой смоченного в глиняном растворе войлока или асбестового картона толщиной 3 мм. Конец укороченной балки, расположенной напротив разделки, опирают на ригель, подвешенный на хомутах (Рис 7. ) к двум соседним балкам.

Экономичное перекрытие

Экономичным считают перекрытие, состоящее из деревянных щитов с односторонней и двухсторонней обшивкой, воспринимающей вместе с каркасом щитов вертикальные нагрузки. Несущую функцию обшивка может выполнять только в том случае, если она прочно соединена с рёбрами досок каркаса щита. Прочно связанные друг с другом рёбра и обшивка обладают высокой несущей способностью.

В качестве обшивки отлично показали себя ДСП и строительная фанера. Пригодны для этого и доски, но они, однако, ввиду большого количества одинаково ориентированных швов, не способствуют повышению несущей способности перекрытия.

Гипсоволокнистые или гипсокартонные плиты в качестве дополнительных несущих элементов рассматривать нельзя. Не способны нести нагрузку и такие листовые материалы, как цементностружечные и столярные плиты. К тому же они значительно дороже ДСП и фанеры. На рис. 8 изображены несколько вариантов устройства перекрытий.

Рис. 8. .

Способы расчёта деревянных перекрытий

Раньше несущую способность перекрытий мастера-строители определяли, руководствуясь своим опытом. Нередко это и подводило их, особенно при возведении зданий сложной конфигурации, что приводило к обрушению строений.
В наше время на помощь строителям пришла вычислительная техника, обеспечивающая вместе с достижениями в области материаловедения высокую точность расчёта. На рис. 9 в качестве примера даны результаты расчета перекрытий, показанных на рис. 8 .

Видно, что несмотря на меньшую толщину брусьев в каркасе (почти на 40%) щиты могут перекрывать примерно такие же пролёты, как деревянные балки. Максимально допустимая ширина помещения и ширина пролёта в нашем случае составляет около 6 м.

Для одно- и двухпролётных конструкций при превышении расчётных значений под перекрытие требуется подвести дополнительные опоры, что существенно повышает стоимость сооружения.
Для однопролётного перекрытия, где щиты лежат на опорах только концами рёбер жёсткости, ширина пролёта, которая несколько больше ширины в свету помещения, не должна превышать примерно 5 м. Для двухпролётного перекрытия допустимая ширина пролёта и, соответственно, помещения увеличивается до 6м.

Во многих проектах, предлагаемых различными фирмами, глубина дома определяется двухпролётным перекрытием. Ширина между продольными стенами дома обычно колеблется в пределах 9... 12 м, а в его середине ставят несущую стену. При расчете конструкций перекрытия определяют прежде всего её собственный вес. В варианте, по-казанном на рис. 9 , он принят равным 100 кг/кв.м. , как чаще всего и бывает. Дополнительную нагрузку (вес обитателей дома и обстановки интерьера) принимают равной 275 кг/кв.м. . Во внимание принимают и легкие перегородки, устанавливаемые на перекрытии без проведения каких-либо статических расчётов. Такая нагрузка могла бы быть создана, например, в ситуации, если на площади перекрытия в 20 кв.м. разместить одновременно 73 человека. На этом простом примере видно, что нормативные показатели ориентированы на безусловную безопасность обитателей дома. При расчете деревянных конструкций обычно предусматривают тройной запас прочности, исключающии вероятность их обрушения. Иначе говоря, в помещении общей площадь 20 кв.м., то есть размерами 5,90 х 3,40 м (см. допустимую ширину пролета перекрытия, указанную на рис. 9 ) можно было бы разместить 220 человек, что, конечно же, просто нереально. Однако этот пример говорит о том, что расчётная несущая способность перекрытия настолько высока, что на этом перекрытии можно спокойно ставить камин, полки, кафельную печь, кровать с водяным матрацем, аквариум и многое другое.

Ограничение прогиба под нормативной нагрузкой

Однако даже под нормативной нагрузкой перекрытие прогибается, что можно ощущать даже при ходьбе по нему. Во избежание этих неприятных ощущений прогиб перекрытия должен быть не более 1/300 . Это означает, что при ширине пролёта, равной 6 м, перекрытие может прогибаться под нормативной нагрузкой (пусть даже возникающей лишь в исключительных случаях) не более чем на 2 см .

Перекрытие, естественно, может нести на себе нагрузку не более той, которую допускают нагруженные стены, перемычки и опоры. В связи с этим застройщику, не обладающему соответствующими специальными знаниями, который намерен разместить на перекрытии тяжёлые сооружения или предметы, следует обратиться за советом к специалисту по статическим расчётам устойчивости строительных конструкций.
Перекрытие придает зданию дополнительную жёсткость. Ветровые нагрузки, воздействующие на здание через крышу, на фронтоны и наружные стены, через перекрытие передаются на всю конструкцию здания. Для компенсации этих нагрузок упрочняют верхнюю обшивку перекрытия. При укладке отдельных балок перекрытия плиты обшивки (как правило, из ДСП) располагают с взаимным смещением швов и крепят к балкам. При использовании готовых элементов перекрытия, что принято в строительстве сборных домов, их прочно соединяют друг с другом, а по краям - с несущей опорой (стенами, перегородками).
Если размер здания по любому из фасадов превышает 12,5 м, необходимы дополнительные несущие перегородки, придающие ему требуемую жёсткость. Эти стены должны быть опять же соединены с перекрытием.

В отличие от теплоизоляции междуэтажного перекрытия, имеющей второстепенное значение, его звукоизоляции уделяют особое внимание. Конструкции с хорошей прочностью, к сожалению, не всегда отвечают требованиям защиты от шумов. Проектировщикам, работающим в сфере строительства сборных домов, приходится решать противоречивую проблему: создание статически надёжных соединений с одной стороны, а с другой - и одновременно "мягких" разъединённых конструкций, обеспечивающих оптимальную звукоизоляцию.
Балки с накатом и заполнением керамзитом или шлаком (рис. 10 а,б ) уже не отвечают требованиям ни с точки зрения технологии работ, ни в отношении звукоизоляции и ряда других проблем.

В новые нормы вынужденно включили требования по улучшению защиты от ударных шумов даже в ущерб несущей способности конструкций. Чтобы совместно разрешить проблему звукоизоляции, за один стол сели специалисты из сферы строительства сборных домов и производства гипсовых и изоляционных плит. В результате были созданы новые конструкции, которые вскоре включили в нормы (рис. 11 ).

Рис. 11. Варианты перекрытий по действующим нормам с ослаблением воздушных шумов до 52...65 dB и ударных - до 7...17 dB : 1 - шпунтованые ДСП; 2 - деревянные балки; 3 - гипсокартонные плиты; 4 - волокнистая изоляционная плита; 5 - волокнистый изоляционный мат или плита; 6 - сухой песок; 7 - реечная обрешетка, в которой расстояние между рейками по осям - 400 мм и крепление пружинными скобами; 7а - древесные плиты; 8 - соединения саморезами или на клее; 9 - звукопоглощающее покрытие пола; 10 - лаги сечением 40х60 мм; 11 - гипсокартонные плиты толщиной 12 - 18 мм или ДСП толщиной 10...16 мм; 12 - бетонные плиты, уложенные на холодный битум; 13 - обшивка из шпунтованных досок.

Впервые разговор зашёл об использовании так называемых пружинных скоб, разъединяющих балки и нижнюю обшивку перекрытия. (рис. 12 )

Практика показала что данное нововедение привело к снижению уровня шумов примерно на 14 дБ - результат, заслуживающий внимания. Чтобы улучшить звукоизоляцию, внутри перекрытий такой конструкции необходимо разместить утяжелители, например, песок, бетонные плиты различных форм и другие материалы, снижающие передачу звуков высоких частот.
Недостатки отсыпки песком состоят в вероятности его просыпания сквозь швы и отверстия в нижерасположенные помещения. Но это можно предотвратить, например, укладкой плёнки или специальных матов. Эти маты состоят из двух сваренных между собой плёнок, между которыми расположен песок.
Вместо песка можно использовать и плиты на основе цементного связующего. Недостаток же этих решений в том, что такие наполнители - тяжёлые, что требует более прочных балок в ущерб экономичности конструкций.
Сделать перекрытие с открытыми (то есть не обшитыми снизу) деревянными балками, которое бы обеспечивало надёжную защиту от шумов, на сегодняшний день вряд ли возможно. Новые научные исследования положительных результатов, к сожалению, не дали. Так что вопрос о совершенстве защищающих от шума конструкций ждёт своего решения.

Защита от климатических воздействий

В специальной защите от климатических воздействий деревянные конструкции наружной стены, плоской крыши, перекрытия чердачного (технического) этажа или мансарды с наклонными стенами при исправной кровле не нуждаются. Защита же древесины межэтажного перекрытия важна только в "мокрых" помещениях (как правило, в зоне душа, ванных, прачечных и бани). В вентиляции перекрытие вовсе не нуждается, поэтому и не следует принимать её в расчет.
Для всех представленных в статье конструкций невентилируемых перекрытий, в том числе и для открытых балок, вполне достаточна защита древесины лакокрасочными покрытиями или другой отделкой. Специальные химические средства здесь не нужны.

Противопожарная зашита перекрытий

Особые требования к строительным материалам и конструкциям предъявляют нормы противопожарной защиты. Все материалы разделяют на горючие и негорючие. Конструкции из различных по своим свойствам материалам различают по возможности задерживать огонь в течении некоторого времени (полуогнестойкие) и полностью препятствующие распространению возгорания (огнестойкие). Эти характеристики зафиксированы в строительных нормах.
В жилищном строительстве, в частности, в зданиях, где пол верхнего перекрытия расположен более чем в 7 м от уровня земли, конструкции междуэтажного перекрытия должны обладать по меньшей мере огнезадерживающими свойствами (продолжительность сопротивления огню - не менее 30 мин в опытных условиях). Для изготовления деревянных конструкций допускается применение цельной древесины и других древесных материалов обычных размеров и плотности. Однако в общественных зданиях древесину обрабатывают растворами, придающими ей огнестойкость. Могут применять, естественно, и негорючие материалы, в частности, гипсоволокнистые и гипсокартонные плиты.
Типичные примеры перекрытий из деревянных щитов с противопожарной изоляцией приведены на рис. 12.

При проектировании перекрытий по открытым деревянным балкам (рис. 13 ) необходимо учитывать и то, что эти балки подвержены воздействию огня не только снизу, но и с боковых сторон.
При определении параметров стойкости конструкций из цельной древесины (например, хвойной) скорость её выгорания принимают равной 0,8 мм/мин.
При расчёте перекрытий по открытым деревянным балкам высотой 24 см при ширине пролёта 5,80 или 5,85 м ширину балок увеличивают до 120 мм и более, так что с учётом огнестойкости надо выбрать их с поперечным сечением 11x24 см.
На основании сказанного выше можно сделать вывод, что в отношении надёжности звукоизоляции и пожарной безопасности перекрытий ещё остаётся достаточно вопросов и в ближайшие годы их предстоит решать совместными усилиями учёных, конструкторов, производителей строительных материалов, проектировщиков и строителей.

Повышение несущей способности балок перекрытия

Несущую способность балок перекрытия при необходимости можно повысить. Увеличение поперечного сечения балок за счет крепления к ним накладок из толстых досок, концы которых, как и балки, должны лежать на опорах - один из самых распространенных способов решения этой задачи.

Рис. 14. .

Можно использовать и стальные швеллеры П-образного профиля, прикрепив их к балке сбоку на болтах. Достоинство этого способа в том, что балки перекрытия будет достаточно раскрыть ("оголить") для крепления только с одной стороны.
Но, пожалуй, самым простым, однако требующим серьезных трудозатрат, будет усиление перекрытия укладкой дополнительных балок (между имеющимися), перекрывающих пролет от опоры до опоры.
В большинстве старых домов сечение балок перекрытия достаточное (и даже с запасом) и уложены они с небольшим шагом, что свидетельствует о добротном строительстве.
Состояние балок и перекрытия проверять необходимо в любом случае. Балки, поврежденные вредителями и влагой, а значит - ослабленные, следует укрепить.
При длительном воздействии влаги вследствие протечек в зоне свесов не исключено повреждение оголовков балок на опорах. В этом случае поврежденную часть балки лучше удалить до здоровой древесины, а оставшуюся часть усилить и удлинить накладками из достаточно толстых досок, обеспечивающих требуемую прочность.

Чистый пол и подшивка являются элементами междуэтажного перекрытия, но относятся к разряду отделочных работ. Поэтому о них мы поведем разговор в следующей статье.

Элементы соединяются между собой определённым образом, и конструкция работает как единое целое.

Балочные перекрытия классифицируются по материалу балок. В современном малоэтажном домостроении применяются балки деревянные, стальные и специальные для ячеистых блоков перекрытия - для сборно-монолитного варианта.

Вариант расположения балок перекрытия: а - вид перекрытия; б - передача нагрузок от балок перекрытия на стену; 7 - балки перекрытия; 2 - несущая стена; 3 - ненесущая стена; 4 - дощатый пол или основание для чистого пола (доски черного пола); 5 - передача нагрузок на несущую стену

Междуэтажное перекрытие по деревянным балкам

В нашей стране, где много природного материала - леса, дерево является традиционным строительным материалом. В каменных домах перекрытия часто выполняют по деревянным балкам. Безусловно, дерево является экологически чистым материалом, особенно не обработанное с целью повышения огне- и биостойкости.

Вопреки расхожему мнению о недолговечности дерева, деревянные перекрытия при грамотном устройстве и надлежащей эксплуатации служат долго.

Это интересно . Примером могут служить дома Санкт-Петербурга, которые построены в его бытность Российской столицей. Деревянные перекрытия имеют не только малоэтажные усадьбы, но и шести-, семиэтажные дома в центре Санкт-Петербурга, бывшие доходные дома. Уже 200 лет в условиях сырого климата дома стоят без реконструкции и являются жилым историческим фондом.

Также можно поставить в пример Москву. Правда, здесь этажность домов в большинстве меньше, но и дома значительно старше домов Санкт-Петербурга. Так, в старых центральных районах Москвы (к примеру, в районе ул. Рождественки и Кузнецкого моста, на Бульварном кольце и других улицах) домам по 300 и более лет, и далеко не во всех произведена реконструкция.

Конечно, в те далёкие времена укладывали не брус, а брёвна, которые, по сравнению с брусом, являются более крепким и долговечным строительным материалом.

Деревянные балки просты в изготовлении и не требуют сложного механического оборудования.

Материал и параметры деревянных балок

В качестве деревянных балок используют, как правило, брус. Брус - это опиленное с четырёх сторон бревно. Изготавливают из древесины хвойных пород. На малых, до 2 м, пролётах можно укладывать доски толщиной 25, 32 или 40 мм, поставленные на ребро и сбитые между собой гвоздями - по 2 или 3 доски. Конечно, могут быть использованы и брёвна как наиболее прочный материал: но в современной жизни это оправдано только при особом дизайне помещения, либо при соответствующей отделке потолка и конструкции пола по такому перекрытию.

Параметры сечений балок зависят от размеров перекрываемых пролётов и шагов, с которыми балки укладываются, а также от величины постоянных и временных нагрузок, воспринимаемых перекрытием. Ориентировочно можно воспользоваться данными таблицы.

* Данные действующего сортамента пиломатериалов по ГОСТ 24454-80*; длина бруса от 1 до 6,5 м с градацией 250 мм.

** В параметрах сечения меньший параметр b - ширина сечения, больший h - его высота.

*** В расчёт шага заложена полезная нагрузка на перекрытие 200 кгс/м 2 , масса деревянных балок и звукоизолирующего слоя из минераловатных плит с плотностью 100 кг/м 3 . В случае засыпки керамзитом шаг уменьшается на 20% (это приближение можно принять только в учебных целях, на практике нужен грамотный расчёт).

Особенностью деревянных балок является тот факт, что на больших пролётах они гарантируют прочность перекрытия, но не обеспечивают жёсткость пола: пол становится «зыбким». В принципе «зыбкость» пола проверяется расчётом, что не всегда представляется возможным сделать. Поэтому, чтобы исключить возможную «зыбкость» пола, балки кладутся с небольшим шагом - 500...600 мм, даже если расчёт балок на прочность показывает возможность большего шага. В противном случае нужно применять лаги (см. ниже).

Раскладка балок перекрытия и заделка их в стену

Длина балок подбирается в зависимости от величины перекрываемого пролёта. Балки, как правило, укладывают по наименьшему пролёту, если перекрываемое помещение прямоугольное. Если помещение квадратное, то не имеет значения направление укладки балок. Дело в том, что все стены каменного дома можно отнести к несущим, так как они достаточно прочные, чтобы выдержать нагрузку от деревянных балочных перекрытий.

На рисунке показан пример раскладки деревянных балок перекрытия. Параметры балок выбраны в зависимости от величин пролётов и шагов. Интересен участок между координационными осями А/2 и Б. Для формирования перекрытия здесь введены две вспомогательные балки с сечением 150x150 мм, на которые опираются балки с сечением 100 х 150 мм. Чтобы выйти на один уровень пола, вспомогательные балки заложены в несущие стены ниже остальных на высоту своего сечения, т.е. на 150 мм.

Также, возможно, нужно пояснить, почему небольшой пролёт между осями 3 и 4 перекрыт балками 150x150 мм? На самом деле этими балками перекрыт шестиметровый пролёт между осями 1и4,а несущая стена по оси 3 служит для балок дополнительной опорой. Но, разумеется, можно готовить и отдельно балки для пролётов 1 -За 3-4.

Внимательный читатель, конечно, обратил внимание, что шаг балок не везде подчиняется модулю. Почему это подчинение необязательно, увидим, когда будем изучать состав слоёв межбалочного заполнения. Кроме того, здесь шаги показаны безотносительно к конкретному материалу стен, в которых будут устраиваться ниши для балок, а это может несколько, незначительно, повлиять на величину шагов.

Пример раскладки балок перекрытия

Балки укладываются в специально подготавливаемые в процессе кладки ниши в стене. Чтобы обеспечить надёжное и долговечное опирание, глубина заделки балки в кирпичную или любую другую каменную стену должна составлять не менее 150 мм. Глубина ниши определяется с таким расчётом, чтобы обеспечить глубину заделки балки в стену и оставить некий воздушный зазор (20...30 мм), который исключает контакт дерева с каменной задней стенкой ниши. Кроме того, воздушный зазор поможет предотвратить загнивание дерева, если в нишу будет доступ воздуха.

Ниша ничем не заполняется, если конструкция стены содержит утепляющий слой с внешней стороны. В том случае, когда в конструкцию стены не заложен утеплитель (например, стена возведена из керамического камня, и теплозащита такой стены обеспечена), ниша может быть проводником холода, так как оставшейся толщины стены здесь недостаточно. Тогда в нише мы можем получить промораживание и конденсацию влаги. Чтобы это предотвратить, нишу заполняют теплоизолирующим материалом. В качестве такого материала предпочтителен пенополистирол, так как, имея замкнутые поры, он не напитывается влагой, которую может нести с собой тёплый воздух из помещения. Конечно, пенополистирол относится к горючим материалам, но мы говорим о деревянных перекрытиях, при которых и так нужно быть особенно внимательными с точки зрения пожарной безопасности.

Заделка деревянных балок в стену: а - глухая заделка балок в утеплённую стену; б - то же, в стену без утеплителя и при возможном возникновении мостиков холода в нише под балку; в - открытая заделка балок во внутреннюю стену; г - вид анкера; 1 - монтажная пена (предпочтительно) или раствор; 2- анкер; 3 - деревянная балка; 4 - зона антисептирования балки; 5 - обёрнутый толем конец балки; 6 - антисептированная доска толщиной 32 мм (предпочтительно) или несколько слоев толя; 7- эффективный утеплитель.

Не стоит утеплитель оборачивать плёнкой или помещать, скажем, в полиэтиленовый мешок. Это может привести к выпадению конденсата в замкнутом пространстве мешка и в последующем - к плохой работе утеплителя; как итог - промерзание стены.

Торцы балок перед укладкой на стену опиливают под углом около 60°...70° и обрабатывают антисептирующим материалом. Надёжно будет концы балок обернуть толем или рубероидом (толь предпочтительнее), но торцы балок не укрывают, чтобы обеспечить доступ воздуха к дереву через его торцевую часть. Менее надёжное решение - не оборачивать балку толем, но тогда нужно обязательно укладывать балку на изолирующую подложку: тот же толь, рубероид или кусок антисептированной доски, чтобы исключить контакт дерева и камня стены. В противном случае начнётся гниение древесины. Ещё более надёжный вариант - сочетать обёртывание балки и подложку, что и показано на рисунке.

Хорошо известно, что дерево долго служит, если остаётся сухим и проветриваемым. Чтобы дерево оставалось сухим, образовавшиеся вокруг балки щели целесообразно заделать монтажной пеной. Монтажная пена, «залепляя» верхние поры дерева, хорошо защищает его от воздействия влаги со стороны помещения, но, в то же время, позволяет воздуху проникать через микропоры в нишу. Если не полениться и положить доски не только в нижнюю часть ниши, но и обложить всю нишу вокруг балки досками, пропитанными дёгтем (так как в современном мире дёготь не достать, то подойдёт и антисептик), то балки простоят не один век. Именно так подготовлены ниши в московских домах, построенных 300 лет назад и радующих нас до сих пор.

Это интересно . А как же справлялись с загниванием дерева в древние времена? Ведь тогда не было современных антисептирующих составов. Оказывается, сажа прекрасный природный антисептик, а также специфический «лак», который защищает древесину от сырости и грибка. Ею и обрабатывали балки.

Заделанная тем или иным материалом ниша носит название глухой заделки, это распространённое решение. Реже делают открытую заделку, которая предполагает не заполнять ничем зазор между балкой и стеной. Здесь экономия материалов и трудозатрат небольшая, но страдает звукоизоляция перекрытия.

При опирании балок на внутреннюю стену изоляцию под них также нужно уложить, а концы балок обязательно антисептировать.

Для связи стен с перекрытием, а также для обеспечения жёсткости здания балки в нише необходимо закрепить. Дело в том, что стены двухэтажных домов достигают в высоту семи и более метров, соединяясь только в углах. Если не обеспечивается жёсткость, стена может выйти из своей плоскости со всеми вытекающими последствиями. Сделать пространственную систему «стены-перекрытия» жёсткой поможет анкеровка балок в стену - создание горизонтальных дисков перекрытий. Это можно сделать с помощью Т-образных анкеров, вырезанных из полосовой стали. Одним концом анкер прибивается к балке, другой конец заводится в кладку. Анкер прибивается поверху или понизу балки. Анкеры крепят на каждую или через одну балку.

Концы балок, опирающихся на внутренние стены, соединяют между собой стальными полосами, прибиваемыми с обеих сторон балок.

Это интересно . Затяжки применялись всегда при балочных перекрытиях даже в больших зданиях. Например, сегодня на здании фабрики «Трёхгорная мануфактура», построенном в конце 18 века, можно увидеть, как анкера затяжек выходят на фасад.

На рисунке показано разработанное решение узла опирания деревянных балок на стены, возведённые из газобетонных или газосиликатных блоков. Как и в случае с керамическим камнем, теплозащитные свойства газобетона позволяют не утеплять стену. Поэтому в нишу закладывается утеплитель.

Опирание деревянных балок перекрытия на наружную стену из газобетонных блоков: 1 - газобетонные основные блоки; 2 - доборные блоки; 3 - минераловатный утеплитель; 4- U-образные блоки; 5- обёрнутый толем (предпочтительнее) или рубероибом конец балки; 6 - деревянная балка перекрытия; 7- стальная пластина - соединитель (анкеровка); 8 - дюбель-винт; 9- монолитный железобетонный пояс.

Поскольку прочность газобетонных блоков ниже, чем у кирпича, то под балку готовят монолитный железобетонный пояс - он будет воспринимать нагрузку от перекрытия. Утеплитель и железобетонный пояс закладывают в полость, образованную специальными U-образными блоками. Заходящий в нишу конец балки антисептируют и обёртывают рубероидом, толем и пр.

Анкеровка балок производится с помощью согнутой под прямым углом листовой полосы - соединителя, который закрепляется к балке и железобетонному поясу дюбель-винтами.

Это решение можно дополнить теми действиями и элементами, о которых мы так подробно говорили, рассматривая рисунке.

Межбалочное заполнение при конструкции перекрытия без применения лаг и с лагами

Межбалочное заполнение имеет по своей сути ограждающее значение и содержит слои и элементы, каждый из которых выполняет определённые функции.

Конструкция перекрытия без применения лаг

Конструкция перекрытия без применения лаг годится только в том случае, если шаг балок не превышает 500...600 мм. В противном случае, при большем шаге, не будет обеспечена жёсткость пола, пол становится «зыбким», прогибается.

План раскладки балок и досок чёрного пола показан на рисунке. Рассечём перекрытие и проанализируем назначение каждого слоя.

Основным, понятно, является слой звукоизоляции. Для него годится звукопоглощающий материал, который применяется и в качестве теплоизолирующего: пенополистирол, пенопласт и т.п. или минеральная вата. Надо сказать, что предпочтительнее минеральная вата: она относится к негорючим материалам. К достоинствам минеральной ваты можно отнести и то, что её боятся грызуны, а в пенопластах они легко и с удовольствием прогрызают ходы и устраивают норы. Однако все эти материалы не особенно эффективны в качестве звукоизолирующих, так как масса их невелика: так, масса слоя минеральной ваты или пенополистирола толщиной 10 см составляет всего4...10кг/м 2 . А мы помним, что набором массы конструкции решается вопрос звукоизоляции.

Лучше дело обстоит, если засыпать экологически чистый материал - керамзит: он не горюч, не токсичен. Но и у него масса невелика: слой керамзита толщиной 10 см имеет массу 70 кг/м2. Звукоизоляция значительно повышается при применении песка: масса слоя в 10 см - 200 кг/м 2 . Наибольшего эффекта достигнем, если межбалочный объём заполним так: вниз насыпаем песок, а на него кладём минеральную вату или пенополистирол. Для разделения слоёв положим геотекстиль. Таким образом мы создадим слоистую конструкцию, а все слоистые конструкции поглощают звук лучше, чем однослойные.

Звукоизолирующий материал помещают на деревянный настил, закреплённый на черепных брусках, подбитых к балкам. Сечение брусков, 30x40, 40x50 и 50x50 мм; оно зависит от массы звукоизолирующего материала: чем он тяжелее, тем больше сечение. Это понятно. Чтобы слой звукоизоляции не осыпался, на деревянный настил укладывают какой-либо рулонный материал (плёнку ПВХ, рубероид, пергамин, толь, мешочную бумагу и т.п.). Виды настилов показаны на рисунке.

Конструкция междуэтажного перекрытия по деревянным балкам без применения лаг: а - схема раскладки балок и досок черного пола; б - вид перекрытия; в-е- состав слоев балочного перекрытия; в - конструкция перекрытия со звукоизолирующим слоем из эффективного утеплителя; г - то же, из керамзита; д - то же, из песка; е - двухслойная звукоизоляция; ж - щитовой накат; з,и- виды настилов; 1 - конструкция чистого пола; 2 - доски чёрного пола; 3 - звукоизолирующая упругая прослойка (например, три слоя рубероида); 4 - рулонный материал, защищающий межбалочное заполнение от осыпи, мусора (например, пергамин); 5- эффективный утеплитель (минеральная вата, пенополистирол); 6- керамзит; 7- песок; 8- геотекстиль; 9-балка перекрытия; 10-черепной брусок 30x40, 40x50 или 50x50 мм; 11 - отделка потолка; 12 - доски настила; 13 - рулонный материал (толь, рубероид, пленка ПВХ или полиэтиленовая и пр.); 14 - доски наката; 15- брусок наката; 16- горбыль настила; 17-плинтус.

Конструкция междуэтажного перекрытия по деревянным балкам с применением лаг: а - схема раскладки балок, лаг и досок черного пола; б - вид перекрытия; в - соединение лаг внахлест; г - соединение лаг встык; д - конструкция пола со звукоизолирующим слоем из эффективно™ утеплителя; е - то же, из керамзита; ж - то же, из песка; з - двухслойная звукоизоляция; 1 - конструкция чистого пола (показана условно); 2 - доски черного пола; 3 - лага 50x75 мм, положенная плашмя; 4-рулонный материал, защищающий межбалочное заполнение от осыпи, мусора (пергамин, толь); 5 - эффективный утеплитель (минеральная вата, пенополистирол); 6- керамзит; 7- песок; звукоизолирующая упругая прослойка; 9 - геотекстиль; 10- балка перекрытия; 11- отделка потолка; 12 - черепной брусок 30x40,40x50 или 50x50 мм; 13 - доски настила; 14 - рулонный материал (толь, рубероид, пленка ПВХ или полиэтиленовая и пр.); 15- фанерная или дощатая накладка.

Для поддержки межбалочного заполнения годится также щитовой накат. Фрагменты щитового наката заранее готовятся, а затем укладываются опорными брусками на черепные бруски; как это выглядит, показано на рисунке.

Далее по балкам настилают доски чёрного пола, которые впоследствии будут служить основанием для конструкции чистого пола. Для чёрного пола берут доски низкого сорта, их толщина 25 или 32 мм. Для исключения звукового мостика, который возникает от ударной волны, между балкой и досками чёрного пола укладывается звукоизолирующая подкладка, например, несколько слоёв рубероида, толя, или другого упругого материала. По балкам возможен настил из досок чистого пола, но этот вариант годится не для дорогой отделки пола.

На рисунке, показан ещё один материал - пергамин, толь, настланный поверх слоя звукоизоляции. Его функциональное назначение состоит в том, чтобы защитить межбалочное заполнение от мусора или повреждения в ходе строительства.

Конструкция перекрытия с применением лаг

Как видно из таблицы, шаг балок и их сечение - величины взаимосвязанные: чем мощнее балки, тем с большим шагом они могут быть уложены. Это хорошо, потому что уменьшается трудоёмкость при заделке балок в ниши. Однако при шаге балок, превышающем 600 мм, не будет обеспечена жёсткость пола.

Повысить жёсткость пола помогут лаги - доски с сечением 50x75 или 50х 100 мм. Лаги кладутся поперёк балок плашмя или ставятся на ребро, а на них, перпендикулярно к ним, укладываются доски чёрного пола. Соединение лаг между собой должно производиться в месте опирания на балку - внахлёст или встык. Скрепляющим элементом служит фанерная или металлическая накладка.

Конструкция перекрытия с лагами и щитовым накатом: а - вид перекрытия; б - вид и параметры щитового наката; 1 - доски черного пола; 2 - лаги, положенные плашмя; 3 - звукоизолирующий слой; 4 - рулонный материал; 5 - брусок щитового наката; 6 - доски щитового наката; 7- гвозди для крепления черепного бруска; 8 - черепной брусок; 9 - балка; 10 - упругий материал для исключения звукового мостика.

Межбалочное заполнение такое же, как и в конструкции без лаг. При этом у лаг появляется и другое назначение: за счёт увеличения высоты межбалочного пространства умещается большее количество или толще слои звукоизолирующего материала. Звукоизолирующие слои укладываются на настил или щитовой накат.

Лаги располагают с шагом 400...600 мм; при этом соблюдается закономерность: нем больше шаг балок, тем меньше шаг лаг.

Лаги примыкают к стене, но в стену не заделываются.

Опирание деревянных балок на вертикальные опоры

При каркасной или комбинированной конструктивной системе балки перекрытия опираются на отдельно стоящие опоры: стойки, колонны, столбы.

В случае необходимости соединить балки нужно, чтобы место стыковки приходилось над вертикальной опорой. Если опоры деревянные, то балки крепят к опорам забитыми под углом гвоздями и соединяют скобами. Крепление может производиться с помощью фанерных накладок, которые крепят с обеих сторон соединяемых встык балок. Используются также различные металлические узлы крепления, например, показанные на рисунке. Для круглых стоек площади опирания балок может не хватать, тогда нижние грани соединяемых встык балок крепят на болтах к металлической накладке.

Лаги стыкуют также над опорами.

Опирание деревянных балок на отдельно стоящие опоры и способы их соединения: а - опирание балки на опору; б - соединение балок с помощью фанерной фасонки; в - то же, с помощью металлических деталей; г - опирание балки на круглую стойку; 1 - балка; 2 - опора; 3 - фанерная фасонка; 4 - деталь металлического крепления; 5- металлическая площадка колонны.

Междуэтажное перекрытие по стальным балкам

Стальные балки более прочные и долговечные, чем деревянные. Также к их достоинствам справедливо отнести способность перекрывать большие пролёты - до 7...8 м. Такие обстоятельства делают стальные балки всё более привлекательными в малоэтажном частном домостроении, где возникает потребность в просторных помещениях. Широко применяются стальные балки при реконструкции зданий.

Это интересно. В Московских сталинских высотках, а их, как известно, семь, перекрытия железобетонные и с применением стальных балок. Как показали обследования, время не повредило перекрытия, и они простоят ещё очень долго.

Для стальных балок годится прокатный профиль - двутавры, швеллеры, уголки.

Расположение стальных балок на плане здания производится из тех же соображений, что и деревянных балок. Поэтому схема, показанная на рисунке, вполне сгодится для изучения узлов заделки стальных балок в стену и межбалочного заполнения.

Заделка стальных балок в стену

Заделка балок в ниши аналогична таковой в случае деревянных балок, но с некоторыми особенностями.

Стальные балки заделываются в специально подготовленные в стене ниши глубиной 250 мм. Для равномерного распределения усилий под балки подстилаются стальные пластины, или балки укладываются на распределительную бетонную подушку. Такой приём к тому же защищает стену из кирпича или ячеистых блоков от смятия в области опирания балок.

Заделка стальных балок в стену: а - неутепленная ниша, анкеровка балок с помощью стальной полосы или прута; б - утеплённая ниша, анкеровка балок с помощью уголков; в - заделка балок в нишу во внутренней стене; г - вид двутавровой балки; 1 - условное обозначение стены; 2 - цементно-песчаный раствор; 3 - анкер - стальная полоса или прут; 4 - стальной лист для распределения нагрузки от балки; 5 - набетонка с той же целью; 6 - сечение » двутавровой балки; 7- двутавровая балка; 8 - анкеры - уголки; 9 - эффективный утеплитель

Глубина опирания стальных балок должна быть не менее 200 мм.

Отделывают нишу по тем же соображениям, что и в случае деревянных балок. Если устройство ниши нарушает теплозащитные свойства стены, то между задней стенкой ниши и балкой закладывают утеплитель. При этом глубину ниши рассчитывают в зависимости от требуемой толщины утеплителя.

Полость ниши заделывают цементно-песчаным раствором. В отличие от балок деревянных, стальные «хорошо себя чувствуют» при контакте с раствором.

Анкеровка балки в стену производится с помощью металлического анкера, приваренного с одной стороны к балке, а с другой - заведённого в кладку. При этом длина отгиба должна быть не менее 200 мм. Для анкеровки сгодятся также уголки, приваренные к балке сверху и снизу и заведённые в кладку.

Опирание балок на внутреннюю стену, их анкеровка и отделка ниши производится так же, как и в случае наружных стен.

Межбалочное заполнение

Шаг балок зависит от материала межбалочного заполнения, а именно настила, на котором располагается звукоизолирующий слой.

Настил - деревянные щиты. Щиты предварительно сбиваются на земле. К брускам снизу подбивают доски, оставляя свободными концы брусков. Затем бруски свободными концами опирают на нижние полки двутавров, которые играют роль черепных брусков. Бруски в местах опирания на балки антисептируются.

Исходя из особенностей работы дерева, из которого сколачивается настил, шаг балок не может превышать 2 м; модулю шаг балок не подчиняется.

Все остальные слои межбалочного заполнения такие же, как и при деревянных балках; выбор вида заполнения остаётся за заказчиком, которому нужно поведать все «за» и «против» того или иного материала.

Для исключения контакта с металлическими балками доски чёрного пола должны обязательно изолироваться деревянными лагами или каким-либо другим изолирующим материалом. Лаги устанавливаются плашмя или на ребро. Соединение лаг на ребро встык производится с помощью фанерной фасонки. Для жёсткости между лагами вставляется распорка. При соединении внахлёст лаги несколько заходят за плоскости верхних полочек балок. Распорки здесь также могут понадобиться. Лаги должны быть защищены от контакта с металлом балок; для этого годится толь, рубероид и т.п.

Лаги, положенные плашмя, позволят несколько уменьшить высоту перекрытия.

Параметры сечения стальных балок, как и деревянных, зависят от перекрываемых пролётов, шагов, нагрузок. Ориентировочно параметры сечения можно принять из таблицы.

Конструкция междуэтажного перекрытия по стальным балкам с применением щитового наката: а - состав слоев конструкции перекрытия; б - соединение лаг встык; в - то же, внахлест; 1 - конструкция чистого пола; 2 - доски черного пола; 3 - лаги 50x75, поставленные на ребро; "/-рулонный материал, защищающий межбалочное заполнение от мусора, осыпи; 5 - эффективный утеплитель; 6- керамзит; 7- песок; 8- звукоизолирующая упругая прослойка; 9- геотекстиль; 10-рулонный материал (толь, рубероид и пр.); 11 - стальная двутавровая балка № 12 (только для этого конкретного примера); 12 - брусок щитового наката, опирающийся на полочки двутавра; 13 - доски наката; 14 - отделка потолка; 15 - лаги, соединенные встык 16- то же, внахлест; 17- фанерная фасонка; 18- распорка.

Сечения двутавровых балок при применении деревянных щитов

* Данные действующего сортамента прокатного профиля ГОСТ 27772-88*.

*** В расчёт шага заложена полезная нагрузка на перекрытие 200 кгс/м 2 , масса деревянных щитов и звукоизолирующего слоя из минераловатных плит с плотностью 100 кг/м 3 . В случае засыпки керамзитом шаг уменьшается примерно на 20%.

Преимуществом этого способа является использование дерева - материала доступного и недорогого. Кроме того, имеется возможность положить балки с небольшим шагом, при котором не обязательны лаги для повышения жёсткости пола. Это позволит уменьшить высоту сечения перекрытия.

Однако этот способ отличает высокая трудоёмкость и, как следствие, увеличение сроков строительства.

Удобнее и современнее использовать в качестве настила мелкоразмерные железобетонные плиты - ПРТМ . Особенно это будет удачным решением для устройства перекрытий в санитарных узлах, где возможны протечки. Вид плит ПРТМ показан на рисунке, а наименование и их параметры приведены в таблице.

Параметры мелкоразмерных плит ПРТМ*

Шаг балок не может быть взят произвольно, как в случае деревянного настила: он будет зависеть от длины плит. Поскольку самая маленькая плита имеет длину 1170мм (ПРТМ-1), то соответственно наименьший шаг балок составит 1,2 м. Масса такой плиты всего 65 кг, поэтому укладка именно этих плит практикуется в малоэтажном строительстве, если нет возможности задействовать подъёмно-транспортную технику.

Пример раскладки балок и плит, а также состав слоёв межбалочного заполнения показаны на рисунке. Здесь плиты положены на нижние полочки балок. При этом они располагаются рёбрами вверх. Участки, некратные ширине плит, замоноличиваются.

Плиты могут быть положены и на верхние полочки - рёбрами вниз.

Строго говоря, плиты ПРТМ способны воспринять значительную нагрузку, что явствует из их названия (рассчитаны на тяжёлую нагрузку). И для восприятия нагрузки они сконструированы таким образом, чтобы быть расположенными рёбрами вниз. Однако в балочном перекрытии нагрузка приходится на балки, поэтому в качестве межбалочного заполнения мы можем положить плиты рёбрами вверх.

На плиты ПРТМ укладывается звукоизолирующий слой. Затем, поскольку шаг балок не обеспечивает жёсткость чёрного пола, необходимо уложить лаги. Шаг лаг такой же, как в случае перекрытия по деревянным балкам, т.е. 400...600 мм.

Параметры сечения балок в случае заполнения плитами ПРТМ зависят от перекрываемых пролётов, шагов и, конечно, нагрузок. Ориентировочно параметры сечения можно принять из таблицы.

Пример устройства перекрытия по стальным балкам с применением плит ПРТМ: а - план раскладки балок и плит ПРТМ; б - вид и параметры плиты ПРТМ; 7 - двутавр № 18 (только для этого конкретного примера); 2- плита П РТМ-1; 3 - монолитный участок; 4- швеллер № 18; 5 - конструкция чистого пола; 6- доски черного пола; 7-лаги 50x75, положенные плашмя; 8 - рулонный материал, защищающий межбалочное пространство от осыпи; 9 - эффективный утеплитель; 10 - керамзит; 11 - песок; 12 - звукоизолирующая упругая прослойка; 13- геотекстиль; 14- рулонный материал (толь, рубероид, пленка ПВХи пр.); 15- отделка потолка; 16 - металлическая сетка (при отделке потолка штукатуркой).

* Данные действующего сортамента прокатного профиля ГОСТ 27777-88.

** Большая величина h - высота профиля, меньшая b - ширина полки двутавра.

*** В расчёт шага заложена полезная нагрузка на перекрытие 200 кгс/м 2 , масса плит ПРТМ и звукоизолирующего слоя из минераловатных плит с плотностью 100 кг/м 3 . В случае засыпки керамзитом шаг уменьшается примерно на 20%.

Укладывая плиты на верхние полочки балок, их размещают рёбрами вниз. Здесь не нужны ни лаги, ни доски чёрного пола: конструкция пола устраивается, как по железобетонной плите (см. раздел «Полы»). Несомненно, это достоинство такого решения, а несовершенством его является низкая звукоизоляция, по сравнению с крупноразмерными плитами: ведь масса ПРТМ мала. Повысить звукоизоляционные качества мы сможем, если соответствующе заполним межбалочный объём. Для формирования межбалочного объёма на нижние полки балок укладываются либо деревянные щиты, если между балками не больше 2 м, либо плиты - гипсоволокнистые, стекломагнезиальные, кальциевосульфатные и другие, предлагаемые строительным рынком. Звукоизолирующий слой выбирается любым - от экологически чистых песка и керамзита до синтетических эффективных утеплителей.

Этот вариант не требует графического пояснения, поэтому, скомпилировав все выше приведённые решения, Вы сможете самостоятельно разработать сечение межбалочного пространства.

Монолитные железобетонные плиты по стальным балкам

Вместо сборной технологии - укладки плит ПРТМ - по стальным балкам может быть устроено монолитное железобетонное перекрытие. При этом стальная балка либо обетонируется, либо остаётся открытой. Во втором случае балки обязательно скрываются подвесным потолком, в первом - по желанию заказчика.

В обоих вариантах необходимо устанавливать опалубку, по которой производится бетонирование. Армирование и толщина сечения плиты определяются расчётом. Получаемая ребристая плита имеет жёсткую арматуру в рёбрах в виде стальных балок, и поэтому это самое прочное перекрытие. В малоэтажном жилищном строительстве применяется, как правило, при больших пролётах в каркасных конструктивных системах.

Чердачное перекрытие при холодном чердаке

Чердачное помещение может быть тёплым или холодным.

В холодном чердаке крыша не утепляется, и отопление не предусматривается. Чтобы холодный воздух из такого чердака не проникал в помещение под чердаком, чердачное перекрытие утепляют.

Однако из жилого тёплого подчердачного помещения в большей или меньшей степени тёплый воздух всё равно диффузирует (приникает) в чердак, неся с собой водяной пар. Пар поднимается выше и, сталкиваясь с холодной внутренней поверхностью крыши, превращается в конденсат. Иногда капли конденсируемой влаги настолько обильны, что, собираясь в ручейки, текут по стенам. Появляется сырость, плесень, грибок и прочие явления, ухудшающие не только влажностный и санитарный режим дома, но и разрушающие конструкции стен и крыши. Ясно, что это недопустимо.

Меры борьбы с появлением конденсата различны. Для начала нужно уменьшить, а по возможности отсечь поступление пара в объём чердака. Это делается с помощью пароизоляционных материалов, укладываемых со стороны подчердачного тёплого помещения, т. е. под утеплителем. Чердак, не используемый как жилое помещение, не требует полной звукоизоляции и высококачественной отделки пола, поэтому некоторые элементы чердачного перекрытия могут быть в него не заложены. Как решает этот вопрос одна из крупных проектных московских фирм показано на рисунке.

При желании сделать чердачное перекрытие таким же, как и междуэтажное, нужно настелить под утеплителем не любой рулонный материал (вспомним, что в обычном междуэтажном перекрытии он играл роль барьера от осыпи звукоизолирующего материала), а именно пароизоляционный.

Если пар всё-таки проникает через неплотности конструкции или иные пути, что чаще всего и происходит, то принимаются конструктивные меры: например, устраиваются продухи для проветривания крыши, о чём будет рассказано в разделе «Крыши».

При тёплом чердаке в конструкцию крыши закладывается утеплитель (подробнее об этом говорится в разделе «Крыши»), а чердачное перекрытие не утепляют.

Цокольное (подвальное) перекрытие над холодным помещением

Холодным помещением может быть неотапливаемый подвал или цокольный этаж. Здесь ситуация аналогична той, что с холодным чердаком. Водяной пар, устремляясь в холодное помещение, конденсирует на стенах подвала (цокольного этажа) и нижней поверхности перекрытия, обращённой в помещение подвала. Сырое холодное помещение будет совсем непригодно для любых целей. Другая опасность: в сыром помещении деревянные балки быстро сгниют, а стальные покроются ржавчиной; это - к вопросу неверного конструктивного решения, которое уменьшает долговечность перекрытия.

Нормальные эксплуатационные условия в подвале (цокольном этаже) будут обеспечены, если:

• проложить пароизоляционный слой со стороны тёплого надподвального (надцокольного) помещения, т.е. над утеплителем;
• сделать продухи по периметру дома, дающие доступ воздуха в подвал для вентиляции, если подвал не полностью заглублён в грунт (наименьший размер продухов - в один кирпич). Продухи заделывают сетками, а на зиму, если необходимо, их чем-то закрывают, например кирпичом или специальными заглушками.

Устройство перекрытия по деревянным балкам над холодным помещением и вентиляция помещения: 1 - деревянная балка перекрытия; 2 - конструкция чистого пола; 3 - доски черного пола; 4- лаги; 5 - пароизоляция; 6 - теплоизоляция; 7- рулонный паропроницаемый материал; 8 - дощатый настил; 9 - черепной брусок; 10 - продух; 11 - конструкция пола по грунту.

В случае подземного этажа, т.е. когда подвал полностью заглублён в грунт, нужно вывести вентиляционные воздуховоды. Это уже к вопросу инженерного оборудования дома, которое в настоящей книге не рассматривается.

Отделка потолка балочного перекрытия

Отделка потолка перекрытия производится в зависимости от дизайнерской задумки. До этого мы изучали чертежи, на которых балки скрыты какой-либо отделкой или подшивкой. Для отделки годится штукатурка, профилированная натуральная доска типа «вагонка», гипсокартонные листы («сухая штукатурка»), специальные отделочные потолочные плитки и т.п.

Что касается стальных балок, то практически всегда их закрывают, поскольку красоты в них нет, если, конечно, дом не выполняется в определённом стиле.

Однако деревянные балки нередко хочется подчеркнуть. В таких случаях черепные бруски подбиваются к балкам на желаемую высоту. Более того, черепным брускам также можно придать фигурную форму. Обычные бруски скрываются подшивкой.

Принимая этот вариант решения потолка, не надо забывать, что межбалочный объём здесь уменьшится, и, следовательно, пострадает звукоизоляция перекрытия.

Совсем простой вариант - не устраивать межбалочное пространство вообще и набивать доски пола непосредственно на балки перекрытия. Для перекрытий капитальных домов это способ, по всей видимости, не подходит, но хорош для временных или непритязательного назначения построек.

Пример чердачного перекрытия по деревянным балкам

Перекрытие по деревянным балкам – конструкция несущего типа, разделяющая смежные помещения: этажи, чердак, подполье. При его возведении учитывают такие факторы, как несущая способность, звуко- и теплоизоляция, сейсмостойкость и жаропрочность. Данное сооружение регулярно испытывает нагрузку и атмосферные воздействия, поэтому должно соответствовать критериям прочности и износостойкости. По назначению перекрытия классифицируют на подвальные, междуэтажные и чердачные.

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

• доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
• двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
• LVL -брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
• комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
• четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
• двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
• оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

• межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
• чердачное перекрытие;
• подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

Табл. 1 — Сечение балок при шаге в 0.5 метра

Табл. 2 — Сечение балок при шаге в 1 метр.

Расчет количества балок для перекрытия производится по следующей формуле:

КБ = ДП/Ш, где:

• КБ – количество балок установленного сечения;
• ДП – длина пролета;
• Ш – шаг.

Общее число балок зависит от количества пролетов.

Технология перекрытия пола по деревянным балкам

Максимальная несущая нагрузка на пол в жилых помещениях составляет около 400 кг на 1 м 2 . На основании данной величины закупаются брусья соответствующего сечения.

В хозяйственных постройках, банях, гаражах и прочих нежилых помещениях нагрузка варьируется от 100 до 300 кг. на м 2 . На основании этих показателей подбирают балки с меньшим сечением (см. Табл. 1 и 2).

Стоит отметить, что каждая балка должна иметь припуск в 30 см к основной длине. Это необходимо для монтажа бруса в стену. Так, например, для пролетов в 3 метра используются балки длиной в 3.3 метра.

Технология монтажа балок имеет ряд особенностей, среди которых выделяют следующие:

• Шаг зависит от типа строения. В деревянных постройках брусья укладывают параллельно друг другу на расстоянии в 1 метр, в каркасных домах – на расстоянии в 50 — 60 см;
• Высота балки не должна быть менее 1/24 от ее длины. Меньшие показатели снижают прочность конструкции;
• Оптимальная ширина бруса равна его высоте, либо половине высоты.
• Расстояние от ближайших балок до печи должно превышать 30 см.

Подвальные перекрытия монтируются по принципу «пирога». Несущая конструкция состоит из следующих слоев:

1. черновой пол;
2. гидроизоляция;
3. утеплитель;
4. несущие балки;
5. лаги;
6. половые доски.

Конструкция половых перекрытий по деревянным балкам

Технологии обустройства пола отличаются только по типу крепления балок. При установке половых балок применяют навесной и заглубленный способы крепежа. В первом случае на противоположные стены на равном расстоянии друг от друга монтируются металлические навесы – опоры бруса. После того, как все опоры будут расставлены, в них защелкиваются половые балки. Данный тип крепежа подходит для помещений с ленточным фундаментом, кирпичной кладкой, а также в газобетонных конструкциях.. Навес обеспечит брусу максимальную фиксацию в паз.

При заглубленных способах крепления в основании стен прорубается отверстие для балок. Перед монтажом бруса данное углубление прокладывается паклей. При этом концы балок могут быть обработаны по типу замка. Так, например, шип и отверстие часто стачивают до трапециевидной формы и крепят по принципу «ласточкиного хвоста».

Данный способ считается наиболее сложным и эффективным.

Технология монтажа подвального перекрытия состоит из нескольких этапов:

1. Разметка и сооружение гнезд. С помощью строительного уровня и мерочной ленты по первой балке (порядовке) от фундамента выставляется шаг балок. После этого на отметках бурятся, либо прорубаются гнезда с сечением на 5-6 см больше балочного и глубиной от 10 до 15 см. Гнезда прокладываются утеплителем.
2. Установка бруса. Бревна монтируются в углубления. Первая и последняя балка плотно прилегают к смежной стене. Щели между гнездом и балками конопатят паклей, либо другим утеплителем. При необходимости на брусья и стену крепят фиксирующие навесы. В случаях, когда гнезда пробурить невозможно, перекрытия устанавливают только на навесы (кирпичная кладка), либо крепятся с помощью боковых реек (деревянные стены).
3. Стяжка пола. На балки выстилают доски. Торец первой доски плотно прижимают к смежной стене. Гвозди вбиваются под углом в 45 градусов. Торец второй доски прижимают к торцу первой и крепят к балкам по той же технологии. В зависимости от длины пролета на 1 доску может уходить от 4 до 10 гвоздей. Для полов в жилых помещения оптимальны доска-пятерка и гвозди №12.

После монтажа подвального перекрытия на черновой пол выстилают облицовочный материал: ДВП, ламинат, линолеум и прочие.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам проводится по той же технологии, что и монтаж подвальных конструкций. Главное отличие межэтажного настила от напольного – наличие двойного чернового пола. При этом нижний черновой пол является потолком 1 этажа и выполняется из досок с меньшим сечением.

Строительство чердачных и межэтажных перекрытий проводится по следующей технологии:

1. В посадочные гнезда устанавливаются несущие балки.
2. Снизу с помощью строительного степлера крепятся ветроизоляционная пленка.
3. Снизу крепится черновой пол.
4. В ниши между балками выстилается утеплитель. Это может быть минеральная вата, пенополистирол, либо эковата на основе расщепленной бумаги.
5. Поверх утеплителя настилаются доски и проводится стяжка верхнего чернового пола.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Условно технологии усиления балок можно разделить на несколько видов:

• реставрационные;
• реконструкционные.

Реставрационные . В данную категорию входят такие способы, как усиление деревянными накладками, металлическими пластинами, обмотка углеволокном, протезирование. Рассмотрим каждый из вариантов более подробно.

Деревянные накладки

Поврежденные балки (сгнившие, надломленные, потенциально слабые) можно усилить с помощью деревянных накладок. Для этого саму балку зачищают наждачной бумагой, либо рубанком и обрабатывают антигрибковым препаратом. С обеих сторон выкладывают брус с меньшим сечением. Конструкцию стягивают с помощью шнуров и прошивают сквозными болтами.

Металлические пластины

Несущую способность надломленных бревен восстанавливают с помощью металлических протезов по описанной выше технологии. Метизы прикладывают к зачищенной и обработанной балке и затягивают на ряд сквозных болтов.

Обмотка углеволокном

Углеволокно, наклеенное на поврежденный брус.

Технология восстановления перекрытий с использованием углеволокна отличается простотой и легкостью. Для этого поврежденное место проклеивается несколькими слоями углеродного материала.

Протезирование

Протезирование применяется для повышения прочности и износостойкости мест стыка бруса со стеной. Именно здесь из-за максимального давления чаще всего проявляются последствия коррозии и износа. Предупреждающие меры принимаются на этапе первичного монтажа конструкции. Металлические накладки пришивают с помощью болтов к шипу бруса. Усиленную конструкцию устанавливают в гнездо. Аналогом накладок является металлический протез. Его засверливают в тело балки и устанавливают в небольшое отверстие в стене.

• установка опор (колон, вертикальных балок);
• монтаж дополнительных балок.

Установка опор

При недостаточной несущей способности бруса его часто усиливают вертикальными опорами. Монтаж сваи позволяет перераспределить давление с балки на опору. Данная технология наиболее популярна при ремонтных работах на чердаках и под полом.

Дополнительные балки

При метровом шаге увеличить несущую способность деревянных балок перекрытия можно с помощью дополнительных брусьев. Для этого производится полный демонтаж перекрытия и установка бруса с шагом в 50 см.

Видео-инструкция

При возведении деревянного перекрытия по балкам важен каждый из этапов работ: от расчетов до ввода в эксплуатацию. В приведенных ниже видео наглядно демонстрируется технология проектирования и возведении кровельных конструкций.

1. Расчет материалов для деревянных перекрытий.

2. Возведение подвального перекрытия по деревянным балкам

3. Возведение межэтажного перекрытия по деревянным балкам.

4. Возведение чердачного перекрытия.

5. Способы усиления деревянных бревен.

6. Монтаж чернового пола перекрытий.

При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.

Типы и виды деревянных перекрытий

По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:

• подвальное;
• чердачное;
• междуэтажное.

С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.

Подвальное

Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.

Чердачное

Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.

Междуэтажное

Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.

Достоинства и недостатки

У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.

Главными достоинствами балок из досок считаются:

• минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
• красивый внешний вид;
• возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
• высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
• возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.

Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:

• необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
• меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
• деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.

Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.

Использование досок и цельного бруса

В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.

По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов. Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.

Клееный брус

Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.

Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.

Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.

Самостоятельное изготовление клееного элемента

Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:

• соединение трёх элементов в одну конструкцию;
• склеивание двух деталей в форме символа Z;
• соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.

Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.

Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.

Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).

Порядок расчёта

Определить шаг балок деревянного перекрытия, их размеры и количество помогает предварительный расчёт. Перед проведением таких операций необходимо:

• провести замеры пролёта между несущими стенами жилого здания;
• рассчитать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после монтажа;
• провести расчёт сечения и шага балок по специальным таблицам.

Длина балок основания для устройства крыши состоит из размера пролёта и необходимой величины запаса в пределах 10–15 см для устройства надёжного перекрытия при опоре на стену. Длина пролёта – расстояние между внутренними частями противоположных стен в жилом доме или любой другой постройке. Самым популярным вариантом в частном строительстве считается расстояние от 2,5 до 4 м. При величине пролёта больше 6 м для монтажа перекрытия используются деревянные фермы.

Важно! Нагрузка на деревянную балку включает в себя усилия от вышерасположенных конструкций, внутреннего наполнения перекрытия, а также временных элементов (людей, бытовой техники и мебели).

Точные расчёты может выполнить только специализирующаяся на этом строительная организация. При самостоятельных вычислениях отталкиваются от следующих значений:

• общая нормативная нагрузка на квадратный метр перекрытия при использовании утеплителя (минеральной ваты) составляет 130 кг/м2;
• при использовании толстых досок и тяжёлого теплоизоляционного материала нормативная нагрузка увеличивается до 150 кг/м2, общая с учётом коэффициента безопасности 1,3 – до 245 кг/м2;
• в мансардном помещении на перекрытие действуют временные нагрузки от установки мебели или перемещения людей – общая нагрузка составит 350 кг/м2;
• общая нагрузка для междуэтажных пролётов не менее 400 кг/м2.

Все указанные величины считаются базовым значением для дальнейших расчётов.

Определение сечения и шага

После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.

Все работы проводятся по таким правилам:

• соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
• на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
• между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.

Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы. Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350.

Традиционно в качестве балок перекрытия используются доски, брусья и металлопрокат. Эти материалы, кроме достоинств, имеют и существенные недостатки: большой вес и дороговизну, сложность монтажа. В Америке с середины пятидесятых годов для создания межэтажных и чердачных перекрытий применяются деревянные двутавровые балки, а с недавних пор и в нашей стране такая технология начинает пользоваться успехом. Что представляют собой двутавровые балки, какие у них реальные физические и эксплуатационные характеристики?

В отличие от традиционных деревянных балок двутавровые состоят из нескольких элементов, что дает определенные преимущества.

Цены на двутавровые балки

Двутавровые балки

За счет того, что полки разнесены далеко друг от друга, двутавр имеет очень большой момент инерции. Если использовать под балки традиционные квадратные брусья и двутавры с одинаковым сечением, то последний держит в семь раз большие усилия на изгиб, а деформация у него в тридцать раз меньше. Вывод – применение по время сборки нагруженных элементов зданий вместо брусьев двутавров позволяет минимум в семь раз уменьшать расход дорогостоящих пиломатериалов, дома стоят значительно дешевле и при этом по прочности намного превосходят традиционные.

К основным преимуществам можно отнести следующие характеристики.

1. Прочность на изгиб вдоль оси. Мы специально обратили внимание на направление изгибающего усилия, показатели прочности двутавровой балки очень неодинаковы. Максимальное усилие двутавры выдерживают только при определенном направлении изгибающего момента, это всегда надо помнить и учитывать при монтаже. Как только нарушится положение элемента или изменится направление усилия, конструкция резко теряет первоначальную прочность. При правильном положении верхняя полка двутавровой балки должна работать на сжатие, а нижняя на растяжение. Стенка держит лишь незначительные переменные напряжения.

   

2. Стабильность геометрических размеров. Деревянный двутавр изготавливается из реек и плиты ОСП, эти материалы соединены таким способом, что изменение размеров в результате колебания влажности невозможно. Плиты ОСП-3 влагоустойчивые и не реагируют на повешение влаги. Это позволяет им компенсировать незначительные колебания параметров реек из натурального дерева. Более дорогие деревянные двутавры изготавливаются из клееной древесины, что исключает даже теоретическую вероятность возникновения деформации. Еще одно преимущество двутавров объясняется законами сопротивления материалов. Такие сечения в тридцать раз устойчивее квадратных, что дает возможность конструкциям не менять геометрию во время эксплуатации.

   

3. Оптимальное отношение веса к прочности. Геометрический профиль двутавровых балок позволяет им выдерживать большие нагрузки на изгиб при минимальном весе. Площадь сечения балки примерно в семь раз меньше площади сечения квадрата, выдерживающего такие же нагрузки. За счет этого облегчаются монтажные работы перекрытий, уменьшается количество необходимых дорогостоящих пиломатериалов. Можно назвать еще один плюс – снижение нагрузок на несущие стены и фундаменты, но оно настолько незначительно, что во время расчетов игнорируется.

   

   Использование двутавровых балок позволяет снизить нагрузки на стены и фундамент строения

4. Технологичность использования. Для монтажа двутавров нет необходимости использовать грузоподъемные механизмы и оборудование. Балки могут перекрывать пролеты длиной шесть метров, при этом никаких дополнительных подпорок не требуется, а прогиб не превышает допустимых значений.

   

Виды балок

Отечественная классификация отличается от общепринятой европейской только названиями, линейные и физические параметры почти одинаковые.

Таблица. Разновидности двутавровых деревянных балок

На какие параметры обращать внимание при расчетах

Каждая двутавровая балка перекрытия может выдерживать определенную максимальную нагрузку. Во время проектирования специально предусматривается дополнительный запас прочности в пределах 40–50% — это позволяет полностью исключать вероятность появления аварийных ситуаций из-за грубых нарушений технологии строительства. Какие исходные данные нужны для расчетов?

Шаг двутавров принимается стандартным 60 см и согласуется с размерами из минеральной ваты. Из специальной таблицы архитекторы для расчетов используют осевой и статический момент инерции, для определения расстояния между балками учитывается радиус инерции. Прогиб вычисляется исходя из нормативной и расчетной нагрузки, длины перекрытия и расчетного сопротивления. При этом соблюдается обязательное условие, что прогиб деревянной двутавровой балки перекрытия не может превышать 1/250 ее длины.

Как изготовить двутавр своими руками

Сразу предупреждаем, что для выполнения таких работ надо иметь электрические деревообрабатывающие инструменты и солидный опыт плотника. Двутавровые балки – несущие элементы повышенной ответственности, любые отклонения между расчетными и фактическими параметрами становятся причиной очень серьезной ситуации – нарушение устойчивости . Мы рассмотрим самый простой вариант изготовления элементов, применять которые можно только на различных хозяйственных пристройках.

Предварительно подготовьте рабочее место. Понадобится длинный стол, его размеры должны отвечать параметрам изготавливаемых балок. Стол делайте из подручных материалов, главное чтобы поверхность была максимально ровной. К нему потом прибиваются специальные доски для соединения элементов балки в единую конструкцию.

Шаг 1. Подсчитайте количество и закупите необходимые пиломатериалы. Для балки надо иметь брус с размерами, соответствующими серии двутавра, плиту ОСП 3, столярный клей и небольшие гвоздики или специальные скобы. В упрошенном варианте клей не применяется, но опытные строители настоятельно рекомендуют не пропускать этот важный производственный этап. Это очень негативно отражается на показателях прочности бруса.

Шаг 2. Подготовьте рейки. Точно посередине следует вырезать канавку глубиной примерно 10 мм и шириной в соответствии с толщиной плиты. Промышленное производство предусматривает сложный профиль канавки, такой же вид придается и кромкам плиты ОСП. За счет этого существенно увеличивается сила сцепления полок со стойкой. Если у вас нет такого оборудования и набора фрез, то канавку можно делать прямоугольной. Соответственно, кромки плиты также не фрезеруются. Длина реек должна отвечать размерам пролета, ширина и высота выбирается в зависимости от предполагаемых нагрузок.

Практический совет. В связи с тем, что кустарно изготовленные двутавры могут иметь существенные отклонения по прочности на изгиб, увеличивайте их размеры минимум на 50%. Лучше пусть немного возрастет расход пиломатериалов, чем потом устранять сложные последствия обвала перекрытия.

Шаг 3. Обильно намажьте канавку столярным клеем. Можно использовать ПВА, он на практике показал неплохие свойства, с ним легко работать. Кроме того, по стоимости этот материал не оказывает большого влияния на общую цену самостоятельно изготовленных двутавров.

Шаг 4. Вставьте в паз подготовленный кусок плиты ОСП. Он должен входить с небольшим натяжением, добиться этого можно за счет уменьшения ширины канавки. Если у вас плита толщиной 10 мм, то для вырезания паза берите фрезу шириной не более 9 мм. Дело в том, что непрофессиональные станки невозможно точно отрегулировать, у них всегда будет биение. Как результат – девятимиллиметровая фреза будет давать канавку шириной 9,5–10 мм. В нашем случае это не проблема – плита будет прочно держаться в пазу.

Забивайте плиту через небольшой отрезок доски, в противном случае кромка начнет крошиться. Внимательно следите, чтобы ОСП входила по всей длине до упора, плоскости должны быть строго параллельными. Если длина ОСП недостаточна, то надо использовать два куска плиты. В месте соединения подбейте их в торец до плотной стыковки.

Шаг 5. Посадите на место вторую верхнюю рейку. Технология ничем не отличается от вышеописанной.

Шаг 6. Переверните двутавр набок и закрепите его в подготовленных шаблонах на столе. Расстояние между досками должно точно отвечать высоте двутавра, прибивайте их ровно по линии. Если двутавр немного не входит, то это значит, что рейки не до конца вошли в плиты, поправьте их положение, добейте элементы молотком.

Шаг 7. Закрепите скобами рейки и плиты, расстояние между креплениями примерно 20–25 см.

Шаг 8. Переверните двутавр обратной стороной, зафиксируйте его между досками и опять скрепите элементы скобами. Двутавр собран, теперь его надо аккуратно уложить на ровную площадку для полного высыхания клея. Желательно балки хранить под навесом.

Если в перекрытиях планируется прокладка коммуникаций, в балках предварительно высверливают отверстия соответствующего диаметра. После монтажа двутавров сделать это будет затруднительно, к тому же, есть риск нарушить конструкцию.

Цены на OSB (ориентированно-стружечные плиты)

OSB (ориентированно-стружечные плиты)

Правила фиксации двутавров на перекрытиях

Мы уже упоминали, что нарушения технологии изготовления и монтажа перемычек всегда имеет очень неприятные последствия, поэтому не нужно экспериментировать, соблюдайте проверенные временем правила. Балки перекрытия могут фиксироваться несколькими способами.

Внимательно проверяйте качество двутавров, это очень ответственные элементы. При превышении нагрузки простой брус вначале прогнется, а только потом трескается. Это позволяет вовремя заметить и устранить проблему. Двутавровая деревянная балка в таких ситуациях не прогибается, а сразу разрушается, последствия аварии могут быть трагическими. На что следует обращать внимание в первую очередь?

Цены на различные виды бруса

Заключение

Не бойтесь использовать современные строительные технологии, они дают возможность ставить долговечные и удобные дома при значительном уменьшении сметной стоимости. Двутавровые балки можно применять не только для перекрытия — их используют и при строительстве стропильной системы, несущих каркасов деревянных строений различного назначения и т. д.

Видео — Двутавровые балки перекрытия деревянные

К сожалению, отечественная строительная промышленность и технологии отстают от зарубежных на несколько десятилетий. То, что в развитых странах используется давно, для нас считается новинкой. Вы кратко узнали о физических характеристиках двутавровых балок, познакомились с технологией их изготовления и использования. Теперь следует воплощать свои знания в жизнь, начинайте с расчета стропильной системы, замените брусья двутавровыми балками перекрытия. Как делаются расчеты можно прочитать в статье .