Балочные перекрытия особенности межэтажных перекрытий по деревянным балкам Характеристики сборных перекрытий между первым и вторым этажами Описание конструкции

Балки из дерева. Преимущества и недостатки

Изготовленная из дерева балка, остается популярной при оборудовании перекрытия между этажами. Но они так же, как всякий строительный материал, наделены своими положительными и отрицательными качествами. Рассмотрим характеристики деревянных балок для перекрытия пролета.

К положительным характеристикам деревянных балок можно отнести следующее:

1. Выполненные из дерева балки перекрытия просты при использовании. Легко и быстро устанавливаются.
2. Они имеют сравнительно небольшой вес, что влечет за собой снижение общей нагрузки на основание здания.
3. Имеют меньшую стоимость по сравнению с другими материалами.
4. Материал для изготовления находится в достаточном количестве.
5. Могут, при необходимости, быть быстро заменены.
6. Хорошо подходят для строительства небольших частных и коттеджей, которые имеют небольшие пролеты.
7. Дерево является экологически чистым материалом.

К недостаткам этого строительного изделия можно отнести следующее:

1. Требуют обработки специальными жидкостями, которые имеют противопожарные характеристики и не допускают гниение материала.
2. Имеют ограниченную нагрузку.
3. Отсутствие возможности их монтажа в помещениях с большими пролетами.

Планируя монтировать деревянное перекрытие, нужно рассчитать необходимое число балок и их габариты.

Для этого надо:

• знать расстояние между стенами, на которые они будут монтироваться;
• вычислить предполагаемую нагрузку на балки после того, как они будут установлены;
• зная указанные величины, рассчитать величину сечения и шаг их установки.

Величина балки складывается из суммарных величин. Эти величины включают:

• расстояние между стенами;
• длину балки, которая будет встроена в глубину стены.

Величина пролета определяется при помощи измерительных принадлежностей, например, рулетки. В зависимости от материала, из которого изготовлена стена (дерево, бетон, кирпич и т.д.), будет зависеть глубина укладки балок.

Если здание кирпичное, то запас под деревянные балки должен быть более 10 см. Если здание построено из дерева, то под балочный пролет для второго этажа делают специфические пазы, которые имеют глубину 6-10 см. В случае, когда деревянным конструкциям предназначено стать основой для стропильной системы, они должны быть длиннее, чем пролет здания, на 5-7 см.

Нагрузка, как и величина балок, состоит из суммы нескольких элементов. Это суммарная масса элементов пролета и деталей интерьера, которые будут расположены в комнате верхнего этажа. К элементам, которые входят в перекрытие между этажами, можно отнести деревянные балки, лаги, утеплитель, напольное и потолочное покрытие, паро- и гидроизоляцию.

Для самостоятельного расчета несущей способности применяется схема:

1. Перекрытие чердачного помещения с подшивкой. Если в качестве утеплителя применяется минвата, то собственная нагрузка лежит в пределах 50 килограмм на квадратный метр. Стандарты СНиП обозначают нормативную нагрузку для перекрытия в пределах 70 килограмм на квадратный метр и запас прочности для него с коэффициентом 1,3. Общая нагрузка рассчитывается просто: 70 кг х 1,3 50 кг = 130 килограмм на метр квадратный.
2. Утеплителем служит не минвата, а материал с большим весом. Или при подшивке применялись толстые доски. В этом случае нормативная нагрузка увеличивается до 150 килограмм на квадратный метр. Соответственно, изменится общая нагрузка: 150 кг х 1,3 50 кг = 245 килограмм на квадратный метр.
3. Для мансарды нормативная нагрузка будет составлять 350 кг на квадратный метр.
4. Для балок, которые выполняют функцию перекрытия между первым этажом и вторым норматив составляет 400 кг на метр квадратный.

Определившись с величиной нагрузки, которая ляжет на балку и, посчитав ее длину, можно рассчитать шаг монтажа и величину сечения (или же диаметр). Эти величины связаны относительно друг друга и обозначаются по установленным стандартам:

1. Сечение балок находится в соотношении ширины и высоты, как 1 к 1,4. В зависимости от нагрузки, балка должна иметь ширину от 5 до 20 см и высоту от 10 до 30 см. Если для перекрытия применяется бревно, то диаметр сечения должен быть в пределах от 10 до 30 см. Кроме этого, существуют специальные таблицы, которые дают точные размеры сечения в зависимости от длины и предполагаемых нагрузок.
2. При расчете сечения необходимо учесть, что наибольший прогиб балок перекрытия между этажом и чердаком не должен быть более 1/200, а между нижним и вторым этажом не превышать 1/350.
3. Монтаж балок проводиться с шагом, который лежит в пределах от 30 до 120 см. В основном применяют шаг укладки перекрытия через каждые 60, 80, 100 см. Зачастую, шаг выбирают по величине утеплительного материала. Если здание каркасное, то шаг проводят с учетом расположения каркасов.

Независимо от материала, из которого будет выполнено напольное покрытие, в межбалочное пространство необходимо установить лаги. Что это такое и для чего они нужны? Их можно назвать поперечными балками. Лаги устанавливаются перпендикулярно основным балочным перекрытиям. Служат для увеличения жесткости перекрытия между этажами и снижения нагрузки. К ним крепится потолочное и напольное покрытие.

Преимущества применения лаг очевидны:

• простота и быстрота монтажа;
• экономия строительных материалов;
• готовая конструкция сразу эксплуатируется;
• имеют отличные теплоизоляционные и звукопонижающие характеристики;
• позволяют регулировать высоту напольного покрытия;
• подходят для монтажа коммуникационных линий;
• служат хорошим вентиляционным элементом;
• распределяют нагрузку по всей поверхности среди балок;
• относительно небольшая стоимость;
• возможность быстрого и качественного ремонта или замены отдельных частей.

Лаги своими руками

Производство лаг проводиться их брусьев дерева с прямоугольным сечением.  Сечение лаг находится в соотношении ширины и высоты, как 2 к 3 или же 1 к 2. Иными словами, высота лага должна превышать его ширину в 1,5-2 раза. Для производства лаг зачастую применяют древесину дешевых хвойных пород. Например, сосна или елка. Брусок режется на необходимую длину и получается лаг.

Монтаж лаг необходимо проводить в направлении, перпендикулярном направлению, в котором будет укладываться напольное покрытие. Важно правильно рассчитать шаг монтажа лаг. Если шаг выбран верно, то прочность напольного покрытия будет достаточно высокая. Но, при меньшем шаге выполнение работ и стоимость материала будет дороже.

Если шаг укладки будет большой, то пол будет прогибаться и скрипеть. Чтобы выбрать правильный вариант, необходимо, прежде всего, учесть какой толщины будет напольное покрытие. Чем тоньше покрытие, тем ближе друг к другу должен проводиться монтаж лаг. Если толщина напольного покрытия (досок) около 2-2,5 см, то шаг монтажа лаг должен быть в пределах 30-40 см. С увеличением толщины покрытия до 5 см шаг можно увеличить до 1 м.

Крепление лаг

Крепятся лаги непосредственно на балку, к ее боковой стороне. Это дает возможность провести их регулировку, не применяя дополнительных подкладок. Их уклон проверяется специальным уровнем. Добившись необходимого положения, лаги крепятся с балками гвоздями или шурупами.

Кроме этого, крепление лаг и балок друг с другом может проводиться при помощи железных уголков. Одна часть уголка саморезами монтируется на балку, ко вторым частям уголков крепятся лаги. Помимо уголков, для монтажа лаг могут использоваться кронштейны в виде буквы П, которые есть в свободной продаже.

Конструкция деревянных перекрытий домов

«Начинка» пирога (межбалочного пространства) деревянного перекрытия относится к устройству перекрытия, однако, от длины перекрытия и требований к нагрузкам на него, зависит самое важное — конструкция, шаг и расположение несущих элементов, ребер жесткости.

Конструкция перекрытия	Допустимый пролет перекрытия
Перекрытие на деревянных балках, бревнах	Норма – 6 м, максимальный — 15
Перекрытие на деревянных ребрах	Норма – 5 м, двутавровые, древесно-металлические ребра – до 12 м
Перекрытия на балочно-ребристых конструкциях	До 15 м

Применяются различные дощатые и щитовые настилы, с разным количеством слоев, специальные крепежные элементы, а также дополнительные ребра жесткости при необходимости. Производится дополнительная обработка пиломатериалов, их сращивание и укорачивание, и т. д. Рассмотрим же, какие бывают виды деревянных перекрытий по конструкции:

• балочные перекрытия;
• ребристые перекрытия;
• балочно-ребристые перекрытия.

Их отличают такие характеристики, как максимальная длина пролета и допустимая проектная нагрузка. Как не странно, но цокольное, чердачное и межэтажное перекрытие по деревянным балкам, технология которого существует много лет, считается до сих пор самым надежным и долговечным. Однако, и стоимость материалов для балочного перекрытия самая высокая.

Перекрытие по балкам или бревнам – это самый древний, традиционный вид деревянных перекрытий, в котором ранее в качестве несущих жесткость элементов применялись балки прямоугольной или квадратной формы из цельной древесины, уложенные с шагом в 60-150 см. Такие перекрытия по деревянным балкам или бревнам устраиваются на каменных или бревенчатых стенах.

Современные же деревянные перекрытия выполняются и по балкам, изготовленным из клееной дощатой и фанерной древесины. Прямоугольного сечения они бывают цельными и пустотелыми (коробчатыми), могут иметь также бревенчатое (круглое/овальное) сечение или сложное двутавровое сечение.

Сопряжение балки со стеной также выглядит по-разному, в зависимости от конструктива стены. Если в ней нет соответствующих технологических отверстий, то для опирание балки на деревянную стену пробиваются гнезда на глубину не меньше чем 150 мм, чаще всего – на 2/3 толщины стены. Каждую 3-ю балку фиксируют к стене анкерным крепежом.

Если же присутствует бетонный пояс обвязки, то к нему при помощи специальных скоб, кронштейнов, анкеров осуществляется крепление балки. Бревенчатые стены также сопрягают с балками при помощи скоб на мощных винтовых крепежах.

Самой балке обрезают торец под 60 градусов,  обрабатывают гидроизоляционной мастикой и обворачивают гидроизолирующим рулонным материалом на глубину залегания в стене плюс 10 см. свободное пространство в гнезде заделывают минераловатным утеплителем.

В качестве ребер жесткости применяются доски толщиной 4-5 см и высотой 20-28 см. Современная конструкция деревянного перекрытия легко ребристого типа вмещает в себе настил, который укладывается на ребра, идущие с шагом до 60 см (30-60). Ребрами считаются прямоугольного сечения изделия из цельной или клееной древесины (двутаврового сечения – это уже балки), а также из комбинированных деревянно-металлических Т-образных конструкций.

Для дополнительной жесткости конструкции, ребра между собой имеют перевязку, которая выполняется стяжками-переплетами из стальной ленты, или деревянными досками-перемычками. Эти элементы идут с шагом, равным шагу самих ребер (30-60 см) с креплениями, выполненными из гвоздей, саморезов или крепежных угольных стальных элементов (при деревянных перевязках).

Ребристая конструкция рассчитана на пролет максимум в 5 м шириной. Наиболее целесообразно считается выполнять такие перекрытия в домах, возводимых по технологии древесно-каркасного строительства.

Сопряжение ребра со стеной, если это цокольные, чердачные и межэтажные перекрытия в деревянном доме, выполненном по древесно-каркасной технологии, происходит на верхнюю обвязку рамы каркаса стены. При этом ребра укладываются по оси вертикальных стоек, крепления к нижней обвязке производится стальными уголками.

В случае с бревенчатыми стенами, сопряжение выполняется аналогично балочным/бревенчатым конструкциям, т. е. на стальные монтажные скобы, прикрепленные к бревну мощными резьбовыми креплениями.

С каменными стенами сопряжение ребер производится аналогично как в случае с балками/бревнами. Однако в домах с капитальными (каменными, блочными и бревенчатыми) стенами более целесообразно выполнять балочно-ребристые конструкции, о которых пойдет речь дальше.

Балочно-ребристая конструкция, на которой уложено деревянное межэтажное перекрытие,  обеспечивает длину пролета в 15 м, как у перекрытия по балкам. При этом балки, расположенные в конструкции с большим шагом, а между ними перпендикулярно устанавливаются ребра. Сопряжение с балками производится металлическими хомутами, монтажными скобами с мощными крепежными резьбовыми элементами.

Сопряжение балки со стеной производится, как и в балочном перекрытии, с теми же разновидностями стен (каменными, блочными, бревенчатыми). Для древесно-каркасных несущих стен подходит конструкция ребристого перекрытия по причине более равномерного распределения нагрузки и легкости самой конструкции.

Благодаря такой системе расположения балок и ребер жесткости, деревянное перекрытие между этажами (да и цокольное, и чердачное) кажется привлекательным с точки зрения экономии материалов. Расход деревянных элементов несколько меньше, нежели в балочном перекрытии с практически той же несущей способностью.

Однако идет очень большой расход труда и материала монтажных элементов, которыми сопрягаются балки и ребра. Поэтому, вряд ли удастся сэкономить на материале, а на работе уж подавно.

Строительные требования к деревянным перекрытиям

При установке балок из дерева необходимо обязательно выполнить ряд требований. Нарушение или невыполнение этих требований может привести к негативным последствиям. Требования определяют, что:

• запрещается использовать для изготовления балок лиственные породы деревьев. Изготовление должно проводиться только из хвойных пород. Такая древесина имеет значительный запас прочности;
• древесина, из которой предстоит изготовление балок, должна иметь влажность не больше 14 процентов. В случае превышения указанной величины, балочный пролет может иметь значительный прогиб;
• древесина должна быть очищена от коры, обработана огнестойкой жидкостью, раствором против вредителей и грибковых заболеваний. Запрещено использовать древесный материал, который имеет заболевания или дефекты;
• перед изготовлением балок необходимо предусмотреть строительный подъем. В процессе эксплуатации он выровняется, пол и потолок останутся ровными;
• выравнивание балок необходимо проводить путем установки под их концы пропитанных в смоле обрезков пиломатериалов. Подрубывать окончания конструкций не рекомендуется;
• кроме прямоугольных балок с рассчитанным сечением, можно применять цельное бревно. Оно должно быть обтесано и иметь определенный диаметр. Это намного дешевле, чем использование пиломатериалов. Но, такие бревна перед монтажом должны храниться в сухом месте не меньше года.

Чтобы смонтировать своими руками долговечное и безопасное деревянное перекрытие между 1 и 2 этажом, следует строго соблюдать предъявляемые к ним технические требования.

Если деревянный пол будет разделять собой верхнее и нижнее помещение с разницей температур между ними свыше 10°С, нужно будет сооружение теплоизоляционного слоя.

Это необходимо, например, при обустройстве перекрытий между первым этажом и подполом, цоколем или между первым/вторым этажом и неутеплённой мансардой.

Прочность балок

При сооружении пола второго этажа по деревянным балкам следует уделять особое внимание прочности несущих конструкций. От того, насколько прочны деревянные балки перекрытий, зависит безопасность эксплуатации здания.

Согласно строительным нормативам для деревянных малоэтажных построек предельная нагрузка на перекрытия первого этажа не должна превышать 210 кг на кв.м., давление на деревянный пол второго этажа – не более 180 кг/кв.м., а для чердаков и мансард этот показатель должен составлять менее 105 кг/кв.м.

Максимальный прогиб

Кроме того, строительные нормативы предъявляют требования и к значениям прогиба деревянных балок перекрытий. Согласно СНиП этот коэффициент не должно превышать 1 к 250. То есть, максимальный прогиб деревянных несущих конструкций при эксплуатации должен быть менее 4 мм на метр длины балки.

Согласно этому нормативу прогиб балочной конструкции длиной 4 м в центре не должен быть более 1,6 см (4 м : 250 = 0,016 м). Если же в комнате планируется размещение массивной мебели и бытовой техники, настил в качестве напольного покрытия кафельной плитки и т.п., то требования к жёсткости конструкции увеличивается до 1 к 400.

Звукоизоляция

Согласно строительным нормативам порог звукоизоляции для межэтажных перекрытий жилых зданий должен составлять 50 дБ.

Для обеспечения этого требования вполне достаточно будет застелить пол второго этажа под финишным покрытием минватой толщиной 50 мм.

Длина несущих балок

Максимально допустимая длина свободного провиса деревянных балок не должна превышать 5 м для межэтажных и 6 м – для чердачных перекрытий. Если проектная длина комнаты больше 5 м, необходимо будет установка под несущим брусом дополнительной опоры. Дело в том, что оптимальная длина несущей деревянной конструкции составляет 4 м.

При дальнейшем увеличении её длины резко снижается жёсткость и прочность несущей конструкции и непропорционально возрастают требования к толщине сечения балки. Так, чтобы показатели прогиба для 8 м бруса «вписывались» в нормативы СНиП, толщина его должна быть порядка 40 см. Для примера: такой же показатель прогиба показывает 4 м брус сечением всего 15 х 15 см.

Устройство современных деревянных перекрытий домов

Современные деревянные перекрытия отличаются не только конструктивно, расположением несущих балок, ребер, типов крепежных деталей. Обновленные нормы и требования к теплоизоляции, звукоизоляции и прочим характеристикам, сегодня достигаются применением новых материалов, которые образуют устройство деревянных перекрытий в домах жилого назначения.

Так, например, новые стекловолокнистые тепло/звукоизоляторы превосходят старый добрый керамзит по коэффициентам сохранения тепла и звука в разы. Применяются современные полимерные рулонные материалы, которые предотвращают появление конденсата в связи с разницей температур. Разные материалы и их количество применяются для того или иного перекрытия:

• цокольного (1-го этажа);
• межэтажного/мансардного;
• чердачного.

Специально разработанные препараты в виде пропиток для древесины позволяют на долгие годы защитить несущие элементы перекрытия от порчи от различных биологических и физико-химических факторов (термиты, грибок, влага, пожар и т. д.). Поэтому рассмотрим далее в подробностях устройства основных видов деревянных перекрытий.

Стоит заметить, что подвальные помещения могут быть обустроены, то есть, иметь температуру и влажность как в помещениях жилого первого этажа. В таком случае, бывает, сооружают деревянное перекрытие, устройство которого ничем не отличается от межэтажного.

Однако, обустроенный подвал не всем на руку (если планируется погреб в подвале) и по карману, ведь отопление стоит дорого. Тогда выполняется перекрытие, устройство которого показано ниже на рисунке.

Устройство балочного деревянного перекрытия первого этажа вмещает в себе слой чернового дощатого настила, который укладывают на так называемые «черепные» бруски. Это изделия из древесины прямоугольного сечения (40х40, 50х50 мм), которые прикрепляют к боковым сторонам бруска заподлицо к нижней стороне на саморезы или гвозди.

Пространство между балками принято заполнять теплоизоляционным материалом, ранее это был керамзит и древесная стружка, сейчас утепление деревянного перекрытия производится более эффективными материалами – экструдированным пенопластом, рулонной или плитной стекловатой. Чем больший слой теплоизолятора – тем лучше; считается, что 10 см современного материала вполне достаточно.

Сверху располагают слой рулонного пароизоляционного материала (как правило, полимерной пленки). Далее располагаются лаги (при большом шаге балок) и настил из досок или листов фанеры, ДСП и финишное напольное покрытие (так называемый «чистый пол»).

Устройство ребристого деревянного перекрытия первого этажа отличается от балочного. Для начала можно увидеть, что отсутствует дощатый настил по черепным брускам, но имеется так называемый «черный потолок», который ранее выполнялся из досок, теперь чаще применяют листы фанеры, ДСП, ДВП. Их крепят саморезами к ребрам с шагом около 15 см.

Теплоизоляция, она же и звукоизоляция деревянного перекрытия, расположена в межреберном пространстве, максимально плотно к ребрам и другим элементам жесткости, проходящим поперек ребер. Иногда для герметизации зазоров (при использовании плитного изолятора), они заполняются монтажной пеной.

Пароизоляционная пленка укладывается наверх, после чего следует обшивка ДСП, ДВП или фанерой в 1-2 слоя, или же применяется дощатый настил.

Устройство балочно-ребристого деревянного перекрытия первого этажа аналогично предыдущему. Важно заметить, что черновой потолок ранее выполнялся для улучшения тепло/звукоизоляции, а также возможности наполнить пространство сыпучим и увесистым теплоизоляционным материалом. Сейчас же некоторые мастера черновой потолок не выполняют, а утеплитель укладывают на подшитый заранее гипсокартон, что по технологии не является правильным.

В межэтажных деревянных перекрытиях самое ценное качество – это звукоизоляция, которая обеспечивает уют и комфорт для жильцов. В этих целях могут применяться разнообразные устройства «пирога» перекрытия. Максимальные комплектации, в которых может быть выполнено деревянное перекрытие между этажами, содержат множество слоев разных материалов, но если бюджет ограничен, то приходится что-то исключать в целях экономии средств.

Так, если зоны, расположенные на примыкающих этажах будут иметь приблизительную одинаковую температуру и влажность, пароизоляционные прослойки многие не укладывают. Дополнительная обработка дерева пропитками от влаги, микроорганизмов и вредителей также может казаться лишней. Рассмотрим несколько вариантов устройства перекрытия из дерева.

Устройство балочного деревянного перекрытия между этажами чаще всего вмещает в себе обрешетку из лаг, по которым выполняется черный пол листами ДВП, ДСП, фанеры. Это связано с довольно большим шагом балок (доски или листы от такого шага лопнут) или необходимостью выровнять балки.

При этом лучшее устройство межэтажного перекрытия: между лагами и балками, а также черновым и чистым полом часто применяется резиново-пробковая подложка, которая поглощает шум и вибрацию от ходьбы. Если плиты укладываются на пол в два слоя, между ними также может применяться данная прослойка.

При наличии лаг, может присутствовать второй слой звукоизоляции, расположенный между ними. В качестве звукоизоляции между черновым и чистовым полом может также находиться звукоизоляционная прослойка в виде 2-5 мм листов пробкового дерева.

Устройство ребристого деревянного перекрытия между этажами несколько проще: лаги не требуются, так как ребра расположены с небольшим шагом. На черновой потолок выполняется обрешетка из деревянного или металлического оцинкованного каркаса, после чего обшивается листами гипсокартона.

Из собственного опыта можно сказать, что в случае с деревянными перекрытиями, лучше применять и деревянную обрешетку под гипсокартон, так как металл может звенеть при передачи вибраций от ходьбы через дерево, а также его деформации.

Устройство балочно-ребристого деревянного перекрытия между этажами также не требует наличие лаг и выглядит подобно ребристому деревянному перекрытию.

Здесь стоит заметить, что часто допускают ошибку те, кто выполняет деревянные перекрытия своими руками, причем ошибку грубую. Так, у них расположение пароизоляционного слоя ничем не отличается от такового в цокольном деревянном перекрытии. Правильное расположение – снизу, на накате (в балочном перекрытии), либо же прижатой потолочной обрешеткой к ребрам (в балочно-ребристом и ребристом перекрытии).

Сверху иногда укладывают слой гидроизоляции, чтобы перестраховаться от попадания воды при течи из кровельного покрытия. Рубероид применять нельзя, так как он канцерогенен, поэтому применяют рулонные полимерные материалы. Кроме того, сами несущие элементы (балки/ребра) обрабатываются современными пропитками, препятствующими возникновению грибка, гниению и т. д.

В данной статье мы рассмотрели устройство самого деревянного перекрытия, а то, что касается лаг, черного и чистого пола – это уже устройство деревянного пола по перекрытию. Однако, львиную долю из того, как сделать деревянное перекрытие, надеемся, раскрыло Вам содержание данной статьи.

Вывод

При строительстве своего дома или коттеджа перекрытия из деревянных балок будут хорошей заменой перекрытиям из бетона. Работы по их установке можно выполнить самостоятельно, без привлечения специальной техники. Наличие лаг в межэтажном перекрытии увеличит жесткость перекрытия. Их наличие придаст надежность всей конструкции. Если все рассчитать и выполнить верно, то межэтажное перекрытие на деревянных балках будет служить долго.

Межэтажное перекрытие в доме из газобетона

Деревянные перекрытия в доме из бруса: как не надо делать