Деревянные перекрытия. Межэтажное перекрытие по деревянным балкам: расчёт по сборным нагрузкам и допустимому прогибу Накат по деревянным балкам

Дедюхова И.А., к.т.н., доцент

Деревянное перекрытие является одним из главных конструктивных решений перекрытий и в новом малоэтажном строительстве. Основным достоинством таких перекрытий является их легкость, что позволяет производить их монтаж без привлечения грузоподъемных механизмов и грузозахватных приспособлений.

В жилье по группе капитальности «Обыкновенные» до индустриализации строительной отрасли в 60-х годах прошлого столетия деревянные перекрытия не только являлись наиболее экономичным, но и в ряде случаев – единственно возможным вариантом, из-за отсутствия грузоподъемных механизмов. Деревянные перекрытия просты в изготовлении, имеют низкую теплопроводность, однако более низкая механическая прочность, требующая больших сечений; низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами и термитами – предъявляют особые требования к их эксплуатации.

Деревянные перекрытия состоят из несущей деревянной балки, пола, межбалочного заполнения, являющегося тепло- и звукоизоляцией, и отдельного слоя (потолка). Нижняя часть межбалочного заполнения называется накатом и представляет собой настил, поддерживающий слой тепло- и звукоизоляции верхней части межбалочного перекрытия.

В качестве звукоизоляции наиболее часто применялся песок, шлак, керамзит и др. сыпучие материалы.

Накат служит для восприятия нагрузки от утепляющего слоя и передачи ее на балку. Накаты могут быть в виде: щитов из продольных досок, щитов из поперечных досок и щитов из продольных и поперечных досок. Щиты опирают на пробоины (черепные бруски), прибитые к боковым граням балок. Для этого к балкам прибивают черепные бруски с сечением 40×40 или 50×50 мм.

Для обеспечения лучшей звукоизоляции от воздушного переноса звука по накату в жилье III группы капитальности выполнялась глинопесчаная смазка толщиной 20-30 мм, поверх которой насыпался шлак или сухой прокаленный песок толщиной 6-8 см. Таким образом, засыпка из пористого материала поглощала и гасила часть звуковых волн.

Засыпка без глинопесчаной смазки принималась толщиной не менее 80 мм. Поверх нее укладывали лаги, к которым прибивался пол из шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам, из пластин или досок, которые укладывают поперек балок через 500-700 мм.

Снизу к балкам прибивают подшивку из тонких досок толщиной 12 — 18 мм. В качестве наката можно использовать однослойные щиты из бакелизированной фанеры, доски и другие листовые материалы, способные выдержать вес засыпки и т.д.

Сами балки изготавливают из древесины хвойных пород, а черепные бруски, кроме того, - и из древесины ольхи, осины.

Наиболее оптимальными пролетами для деревянных балок считались пролеты до 4 м, но в жилье II группы капитальности деревянные балки использовались и при больших пролетах (до 6 м).

Балки чаще всего представляют собой деревянные брусья прямоугольного сечения. Высота балки зависит от величины пролета и составляет его длины. Ширина баки зависит от ее высоты. Соотношение размеров балки составляет 7:5.

Основными несущими элементами деревянного балочного перекрытия 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 принималось в зависимости от нагрузки, подшивки (наката) с засыпкой, и дощатого пола, настеленного по лагам как непосредственно по лагам.

Минимальное сечение деревянных балок перекрытия прямоугольного сечения

Использование лиственных пород дерева в качестве балок перекрытия недопустимо, 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, либо врубаются в верхний венец бревенчатых, брусчатых и каркасно-щитовых стен.

Балки для устройства перекрытий обычно изготавливались из кругляка, обработанного на четыре канта, бруса или досок толщиной 60–80 мм, установленных на ребро. Применялись и спаренные доски толщиной 50 мм, которые «сшивались» между собой гвоздями или металлическими скобами. При больших пролетах среднюю часть балок опирали на внутренние стены или на промежуточные столбы.

Для изготовления балок (лаг) использовали древесину сосны, ели, лиственницы, влажностью не более 14 процентов (при правильном хранении древесина приобретала такую влажность через год). Чем суше балка, тем она прочнее и тем меньше прогибается от нагрузки.

Чтобы междуэтажные балки не прогибались, их укладывали на расстоянии не более метра друг от друга, а то и ближе. Уже в начале XVIII в. было известно, что наиболее прочная на изгиб балка – это брус с соотношением сторон 7: 5. Круглое бревно прочнее, чем вытесанный из него брус, поскольку наиболее твердые слои древесины прилегают непосредственно к коре. Однако оно было менее прочно на изгиб, трещало под нагрузкой, а круглое сечение было нетехнологичным в узловых соединениях.

Для обеспечения жесткости балок необходимо их укладывать на расстоянии примерно до 1,2 м друг от друга. При устройстве перекрытия крайние балки нельзя укладывать так, чтобы они соприкасались со стеной. Между ними необходимо устроить зазор шириной около 30 мм. Балки опирают на несущие стены, заглубляя концы на 150 — 200 мм (рис.2).

При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен концы балок рекомендуется 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 заливались цементным раствором. Кроме того, концы балок, предварительно обмазанные смолой, утеплялись деревянными коробами.

В кирпичных стенах концы балок не прикрывали, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняло концы балок от конденсации влаги. Деревянные балки перекрытия опирались на несущие стены в открытые гнезда, заделывая их на 150 мм. Опорные концы балок, чаще всего, оборачивались двумя слоями толя для предотвращения их загнивания.

В ходе эксплуатации из-за конденсирования теплого воздуха, проникающего из дома, с холодным, находящимся в гнездах, — концы балок междуэтажных и чердачных перекрытий в каменных зданиях нередко загнивали в специально выполненных для их опирания гнездах. Поэтому с середины 50-х годов для многоквартирных домов III группы капитальности гнезда в кирпичных стенах выполнялись несколько больших размеров, чем концы балок. Нижняя часть гнезда должна быть сухой, для выравнивания и предотвращения загнивания она прокладывалась холстиной, вымоченной в дегте. Глубина гнезда в каменных зданиях обычно составляла 250 мм, а концы балок заводились в кладку не менее чем на 150 мм.

Каждую третью балку, заделываемую в наружную стену, закрепляли Т-образным анкером – для создания своеобразного горизонтального диска жесткости в области перекрытий. Анкеры крепились к балкам с боков или снизу и заделывались в кирпичную кладку. Высота такой балки принималась 200 мм, ширина 100 мм. Длина опорных концов заделки балки была не менее 15 см.

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.

Щиты наката опирались на черепные бруски сечением 50×50 мм, прибитые к боковым граням балок. Поверх наката устраивалась засыпка из шлака, снизу к балкам прибивалась подшивка из тонких досок толщиной 12 мм.

Укладку балок вели «маячковым» способом, вначале устанавливая крайние балки, а затем промежуточные. Правильность положения крайних балок проверялась уровнем или ватерпасом, а промежуточных — рейкой и шаблоном. Балки выравнивали, подкладывая под их концы просмоленные обрезки досок разной толщины. Подкладывать щепки или подтесывать концы балок не рекомендуется.

Деревянные балки перекрытий укладывали, как правило, по короткому сечению пролета по возможности параллельно друг другу и с одинаковым расстоянием между ними. Учитывая все сказанное выше, концы балок, опирающиеся на наружные стены, срезали наискось под углом 60 град., антисептировали, обжигали или обертывали двумя слоями толя или рубероида. При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен — концы балок обрабатывались битумом и сушились, чтобы снизить вероятность гниения от увлажнения. Торцы балок оставляли открытыми. Пространственные ниши при заделке деревянных балок перекрытий заполнялись вокруг балки утеплителем, к примеру, деревянными коробами, предварительно просмолив их.

При опирании балок на внутренние несущие стены под их концы подкладывают два слоя толя или рубероида.

В ограждающих конструкциях концы балок не прикрывали, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняло концы балок от конденсации влаги.

Вместо брусчатых балок использовались и 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 использовалась перекрестная схема установки силовых балок. При применении такой схемы перекрытие опирается на все стены здания по контуру. Узлы пересечений балок стягивались хомутами или проволочными скрутками. Перекрестная схема перекрытий в жилье III группы капитальности встречается достаточно редко, лишь у квадратных в плане сооружений, так как гораздо проще было уменьшить шаг несущих балок и сделать обыкновенное перекрытие, хотя на изготовление перекрестного перекрытия расходовалось меньшее количество пиломатериалов, чем на традиционное, при одинаковой несущей способности перекрытий.

Конструктивные различия перекрытий в жилье III группы капитальности наблюдаются по способу их утепления. Междуэтажное перекрытие, как правило, почти не утеплялось, чердачное (с холодным чердаком) — утеплялось с устройством нижнего пароизоляционного слоя, а надподвальное — утеплялось с устройством верхнего пароизоляционного слоя.

Для его крепления настила наката к балкам прибивались черепные бруски сечением 5 х 5 см, непосредственно на которые и укладывают доски наката. Пластины наката плотно подгонялись друг к другу, чтобы убирать все щели между отдельными досками. Нижняя поверхность наката должна была находиться в одной плоскости с балками перекрытия. Для этого в досках наката выбиралась четверть (фальц). Для сооружения наката не всегда использовались полноценные доски, чаще всего их заменяли горбылем. Подшивка из досок толщиной 20-25 мм крепилась гвоздями, забиваемыми под углом.

Уложенный накат покрывали слоем толя или рубероида и засыпали утеплителем. Сыпучие утеплители не утрамбовывали. Вид утеплителя и его толщина определялись по расчетной наружной температуры воздуха.

Толщина засыпки чердачного перекрытия в зависимости от температуры наружного воздуха

В последнюю очередь верхнюю грань балок застилалась толем или рубероид, а сверху накладывали лаги, если балки имели редкое расположение.
При этом в цокольном перекрытии не использовалась подшивка, а в чердачном перекрытии — лаги и чистый пол.

Цокольное перекрытие конструировалось таким образом, чтобы без ущерба для эксплуатационных качеств не использовать при его изготовлении накат и утеплитель (разумеется. В этом случае использовалась рубероидная прокладка по всей площади пола, а в качестве засыпки применялся гравий или утрамбованный щебень.

Поскольку изначально жилье III группы капитальности проектировалось с печным отоплением, в местах соприкосновения деревянных перекрытий с дымовыми каналами устраивали разделку — утолщение стенок трубы. Расстояние от края дымового канала до ближайшей деревянной конструкции принималось не менее 380 мм. Проемы перекрытий в местах прохода дымовых труб обшивались несгораемыми материалами.

В пределах разделки толщина стенок дымовой трубы увеличивалась 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 могло 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, опирался на ригель, подвешенный на хомутах к двум соседним балкам.

Экономичным считалось перекрытие, состоящее из деревянных щитов с односторонней и двухсторонней обшивкой, воспринимающей вместе с каркасом щитов вертикальные нагрузки. Обшивка является несущим элементом перекрытия, если она прочно соединена с рёбрами досок каркаса щита. Прочно связанные друг с другом рёбра и обшивка обладают высокой несущей способностью.

В качестве обшивки в конце 50-х годов использовалась строительная бакилизированная фанера, показавшие высокие эксплуатационные качества. Доски, ввиду большого количества одинаково ориентированных швов, не способствуют повышению несущей способности перекрытия.

Для одно- и двухпролётных конструкций при превышении расчётных значений под перекрытие подводились дополнительные опоры, что существенно повышало стоимость сооружения.

Для однопролётного перекрытия, где щиты имели опирание только на концах рёбер жёсткости, ширина пролёта, несколько превышавшая ширину помещения в свету, не должна была превышать 5 м. Для двухпролётного перекрытия допустимая ширина пролёта и, соответственно, помещения увеличивалась до 6м.

Полы в рассматриваемом типе сооружений имели особенности изготовления лишь на первом этаже зданий без подвалов и подполья. Деревянные дощатые полы первого этажа устраивались по спланированному грунту с подсыпкой песка — на кирпичных столбиках. На столбики опирались деревянные лаги, по которым настилался дощатый пол. Кирпичные столбики по лаги засыпались утеплителем.

В результате получалось экономически выгодная, но достаточно холодная в период отопительного сезона конструкция.

Лестницы служат для сообщения между этажами, а также эвакуации людей из здания. Они состоят из маршей, лестничных площадок и ограждения с перилами. Лестничные площадки на уровне каждого этажа называют этажными, а площадки между этажами – промежуточными. Марш представляет собой конструкцию, состоящую из ступеней и поддерживающих их балок. Балки, располагаемые под ступенями, называют косоурами, а балки, к которым ступени примыкают сбоку – тетивами. Вертикальную грань ступени называют подступенком, а горизонтальную – проступью. Ступени чаще всего имели высоту 150 мм, а ширину – 300 мм. Эти размеры позволяли устраивать уклон марша в соотношении 1: 2. Ширина лестницы принималась не менее 1 200 мм, ширина площадок – не менее ширины марша. Количество ступеней в одном марше колебалось от 5 до 18. В каменных домах-храмах деревянные лестницы богато украшались деревянными резными колоннами, а ограждение – затейливыми балясинами.

Несущими элементами деревянных лестниц служили площадочные балки и тетивы толщиной 60–80 мм. Для сопряжения ступеней с тетивами по боковой поверхности тетив выбирались пазы, в которые вставлялись концы досок проступей и подступенков. Снизу марши имели дощатую подшивку, которая иногда штукатурилась.

В жилых зданиях по группе капитальности «Обыкновенные» использовались два типа деревянных лестниц: двухмаршевая и трехмаршевая. Ширина марша составляет 1,2 м, высота марша 1,5 м. Высота подступенка равна 150 мм, ширина проступи — 300 мм.

Узел лестничной площадки: 1 – засыпка; 2 – толь; 3 – подшивка; 4 – штукатурка; 5 – брусок; 6 — ригель

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.

Все потолочные перекрытия из дерева, как правило, опираются на стены,возведенные из любого строительного материала, высотой до нижнего уровня потолка.

Потолочные перекрытия горизонтально связывают конструкции здания, при этом они равномерно распределяют нагрузку на стены.

Деревянные перекрытия для потолка по строительному проекту — это балки и их ограждающие заполнения

Достоинства таких деревянных перекрытий:

• легкость;
• теплосбережение;
• акустические возможности;
• проведение строительных работ возможно даже при низкой температуре;
• вариативность подобных перекрытий: чердачные, междуэтажные.

Обратите внимание!

На междуэтажных перекрытиях делаем только шумовую изоляцию, а при перекрытии цокольного этажа и ванных — еще тепловую и обязательную гидроизоляцию.

Чердачные перекрытия оснащены тепло- и звукоизоляцией.

Подбор деревянных балок перекрытия

Материалами для таких перекрытий служат пиломатериалы, клееная древесина или фанера, специальные сборные конструкции, брусья, доски, а в качестве крепежа — балочные башмаки.

Характеристики материала

• Нагрузка на деревянные перекрытия — это их собственная масса плюс временные эксплуатационные нагрузки.
  Собственный вес междуэтажных деревянных потолков достигает 230 кг/м2, а их временные нагрузки – до 200 кг/м2.
• Масса чердачных перекрытий зависит от веса утеплителя и достигает 300 кг/м2 при принятой временной нагрузке 100 кг/м2.
• Учитывая несущие характеристики , длину их пролета, величину нагрузок определим расстояние между балками, но, как правило, не более 1 м.
• Оптимальными являются балки с толщиной 5, а высотой 18 см, если укладывать их каждые 50 см, используя минераловатный утеплитель. Это предупредит прогиб балок и разрушение потолка.

Конструктивные особенности перекрытий

Любые перекрытия деревянные потолочныенастилают на каркасную и каркасно-щитовую конструкцию дома, так как его стены не рассчитаны на тяжелые нагрузки.

Здесь потолок — горизонтальное ограждение, своеобразная стена, но монтаж этого перекрытия отличаются от возведения стен.

• Несущая основа — балки, размер которых рассчитан в схеме силового каркаса дома.
• Балки получаем из кругляка, обработанного до бруса, канта или досок толщиной не менее 60 мм, которые устанавливаем на ребро. Можно использовать спаренные гвоздями или скобами доски толщиной 50 мм. Но лучше сконструировать из досок короб.

• Простильный настил делают в нежилых помещениях из-за низких шумопоглощающих и теплоизоляционных его качеств.
  Суть перекрытия: на несущие балки набивают дощатый настил — пол чердака.
• Подшивное перекрытие делают в дачном, мансардном домике, так как теплоизоляционные свойства такого потолка достаточные лишь для сезонной эксплуатации помещения.
  Для этого с 2 сторон балок набиваем шпунтованные доски.
• На нижнюю подшивку укладываем шумопоглощающий материал. Утепляющая засыпка на доски нижнего перекрытия должна быть легкой, чтобы не оторвать доски от балки. Подойдут опилки или лузга. Это потолок нижнего этажа.
• Верхний настил - это пол мансарды.

1 –листы гипсокартона; 2 — шпунтованные доски — щит перекрытия; 3 — гидроизоляция; 4 — звукоизоляция; 5 – балка перекрытия; 6 — лага; 7 — доски пола; 8 — бруски балки черепные

Если потолок планируем затем штукатурить, то доски берем нешпунтованные и подшиваем на них дранку для лучшего сцепления со штукатуркой.

• Потолочные перекрытия с накатом делают для жилых домов: они хорошо сберегают тепло и приглушают звуки.
  На несущих балках сооружают накат из щитов – сбитых досок. Он выдержит вес утепляющего слоя и безопасно передаст его на балку. Щиты опираются на черепные бруски, прибитые к бокам балок.

Монтаж перекрытия

Подготовка

• Сначала все балки влажностью до 20% очистим от коры, луба – это предотвратит их загнивание и поражение грибком.
  К тому же такая очистка выявит прочностные характеристики каждой балки: сучки, косослой и т.д.
• Очищенные балки обработаем специальным антисептиком, а также противопожарной пропиткой.
• Рабочий инструмент: помимо привычного инструмента, вооружимся ручной циркульной пилой или мотопилой, а также измерительной ниверной трубкой.

Несущие балки

• Установим несущие балки параллельно по короткому сечению пролета. Расстояние между ними должно соответствовать несущим стойкам стен, избегая оконных и дверных проемов.
• Сначала укладываем крайние балки, проверяя ватерпасом или уровнем.
• Потом на одинаковом расстоянии устанавливаем промежуточные балки, сверяя по рейке или шаблону.

Балки перекрытия

• Их прикрепляем (врубаем) к брускам верхней обвязки стен прямо над несущими стойками этого каркаса.
• Концы балок находятся за пределами стен для создания карниза, защищающего стены от дождя и снега.

Бруски

• Черепные бруски прибиваем сбоку балок, равняя их низ с балками. Это бруски хвойных пород с сечением 40×40.
• Их прочное крепление должно выдержать вес изолирующего материала.
• Вместо брусков прибивают и уголковую сталь, на одну ее полку прикрепив щиты наката.
• Современные прочные однослойные щиты из бакелизированной доски, фанеры, горбыли, гипсошлаковые и фибролитовые листы упростят и ускорят сооружение наката.
• Пластины плотно подгоняем, избегая щелей.

Чтобы снизить шум от вибрации деталей наката, все элементы лучше соединять в шпунт.

Настил и подшив

• Накат устилаем слоем пергамина или толя.
• На него укладываем утеплитель: минеральную вату, перлит, гранулированный шлак, керамзит или другой подходящий материал.
• Шлак, керамзит сверху покрываем песчано-известковым раствором, чтобы образовалась корка — защита от пыли. Выбор и толщина можно сделать, руководствуясь таблицей 20.
• Подшиваем потолок досками, листами огнестойкого гипсокартона, ДВП, ДСП или декоративными панелями.
• Верхний настил пусть будет двойным: сначала 20-миллиметровые доски, а на них – картон.
• Потом делаем пол второго этажа.

Обратите внимание!

Для соблюдения пожарной безопасности детали из дерева располагаются в 350 мм от дымохода, а проёмы перекрытий зашиваются несгораемым материалом.

Все потолочные покрытия деревянные более прочные, простые для монтажа и экологически чистые, что особенно важно для создания здорового уюта своими руками.

Черепной брусок представляет собой материал, который закрепляется на боковой грани деревянной балки, в результате чего на него опираются щиты перекрытия. Он применяются как в гражданских, так и в жилых зданиях, при этом важно соблюдать, чтобы черепной и деревянный брус пребывали в одной плоскости.

Для крепления брусков применяются гвозди определенного диаметра. При этом их необходимо забивать на определенном расстоянии и в центре бруска.

Черепные бруски являются своего рода несущей конструкцией, к которой впоследствии крепятся всевозможные отделочные материалы, к примеру, обрешетка стен, либо обрешетка, применяемая для укладки черепичной кровли. Также возможно их использование в каркасе деревянного забора. Цена этого материала варьируется от 15000 за 1м 3 .

Производство бруса

В большинстве случаев брус изготавливается из сосны, при помощи специального станка его обрабатывают со всех сторон. Наиболее распространенные размеры черепного бруска – 40х50 мм .

Его производство осуществляется двумя основными способами:

1. Стандартный обрезной способ – изготовление осуществляется из древесины обычной влажности;
2. Сухой строганный метод – предполагает изготовление бруса из древесины, имеющей влажность 8-10%. Его вначале высушивают при помощи специальной сушильной камеры, где гибнут все бактерии.

Важно!
Перед применением брусок необходимо обработать биозащитным средством — это способно значительно увеличить его эксплуатационный срок.

Калькулятор

Простой калькулятор по расчету необходимого количества бруса выглядит так:

Длина стен

м

Ширина стен

м

Высота стен

м

Сечение бруса

150х150 мм. 180х180 мм. 200х200 мм.

Длина бруса

5 м. 6 м. 7 м. 8 м. 9 м. 10 м. 11 м. 12 м.

Устройство пола

Черепной брус довольно широко используется в процессе устройства «чернового» пола. Бруски крепят к лагам пола и впоследствии они служат для него опорой. Это наиболее легкий и быстрый способ.

Основные элементы

Цокольное перекрытие или пол, состоят из следующих элементов:

1. Балки – прогоны, которые опираются на цокольную обвязку, либо на окладной венец (в срубах);
2. Лаги – уложенные поперек прогонов балки;
3. «Черный» пол (накат);
4. Засыпка – утеплитель;
5. Чистый пол.

Основным несущим элементом перекрытия являются прогоны, именно они обеспечивают требуемую жесткость конструкции.

Лаги пола — балки с черепными брусками

Важно!
Перекрытие должно выдерживать нагрузку порядка 200 кгс на 1м 2 поверхности (помимо собственной массы, которая составляет примерно 60 кгс на 1 м 2).
При соблюдении этого условия допускается эксплуатация постройки.

Устройство настила

1. Для применяется материал толщиной 5-8 см, если требуется большая толщина, то берут сдвоенные изделия, однако допускается использование цельного бруса, либо бревна, протесанного хотя бы один кант;
2. Черепные бруски 4х4 см закрепляются на нижней части балки-прогона. Это делается с целью опоры наката, на который впоследствии будет укладываться ;
3. Если бревно протесывается для использования в качестве балки, желательно сразу вытесать и черепной профиль;
4. Балки-прогоны были врезаны в окладной венец или уложены на цокольную обвязку, проверена их горизонтальность (с помощью гидравлического уровня) и плоскостность (при помощи шнура, натянутого на крайние прогоны или длинной рейки). В результате верхние канты всех балок должны пребывать в одной плоскости (горизонтальной);
5. Теперь поверх черепных брусьев необходимо настелить накат. В качестве наката отлично подойдет горбыль или доска;

1. Затем поверх наката следующим образом укладывается пергамин, а его края должны быть загнуты вертикально вверх, чтобы его можно было без проблем прибить к балкам;
2. В случае если прогоны расположены довольно густо, доски пола допускается стелить непосредственно на них, после устройства утеплителя и верхнего слоя пергамина;
3. Если прогоны более чем на 1,2 м стоят друг от друга, то поперек балок укладываются лаги из бруса (50х80 или 50х100 мм) с шагом примерно 0,6-1,2 м. В данном случае лаги будут выступать в качестве опоры для досок чистого пола.

Укладка половой доски

Инструкция по укладке:

1. У стены поперек лаг прибивается крайняя доска. После чего укладывается 6-8 досок, отжимаются (сплачиваются) по длине доски в 2-3 местах. Таким образом, обеспечивается максимальное примыкание досок друг к другу. Далее при помощи гвоздей доски прибиваются в каждую лагу, а отжим убирается. Затем операцию необходимо повторить;
2. Для сплачивания конструкции существуют различные приемы. Наиболее простой – при помощи строительных скоб. Данные приспособления вбиваются в лаги, после чего между крайней доской и скобой вбиваются два клина (прокладку и рабочий клин выполняют из березы);
3. Вместо клиньев можно доску опереть на скобы, а отжим осуществлять вертикальным рычагом. Значительно удобней специальные клиновые сжимы или скобы-тройники.

Кроме того, существуют натяжные устройства, которые применяются при массовом строительстве. В отличие от клиньев, они значительно эффективней (на отжим требуется меньше времени). В качестве отжимного механизма прекрасно подойдет домкрат (не гидравлический).

Монтаж чердачного перекрытия

Устройство чердачного перекрытия осуществляется подобно цокольному:

1. В венец сруба на требуемой высоте врезаются сковороднем балки-прогоны. В случае каркасной конструкции, они опираются на горизонтально расположенную доску (ширина – 100 мм, толщина – 50 мм), врезанную в вертикальные стойки плашмя заподлицо;
   
2. После чего потолок подшивается снизу по черепным брускам. Сверху по лагам осуществляется устройство пола второго этажа или чердака. Если пользование чердачным перекрытием не предусмотрено, то, как правило, пол не настилают.

Итоги

Подводя итог, следует обратить внимание, что в настоящее время основная масса людей при возведении загородных домов использует не кирпич, а дерево, особенно популярны деревянные строения из бруса. Видео в этой статье поможет более детально рассмотреть технологию укладки черепичных брусков.

Если проектируется строительство двухэтажного или одноэтажного дома, но с подвалом или чердаком, необходимо правильно рассчитать и возвести межэтажные перекрытия. Рассмотрим этапы и нюансы выполнения перекрытия по деревянным балкам и выполним расчет сечений балок, обеспечивающих достаточную прочность.

Устройство межэтажных перекрытий нуждается в особом внимании, ведь выполненные «на глазок», они могут не выдержать приходящихся на них нагрузок и обрушиться, либо потребовать излишних, не мотивированных затрат. Поэтому нужно всесторонне обдумать и рассчитать один или несколько возможных вариантов. Окончательное решение можно принять, сравнив стоимость или доступность приобретения материалов.

Требования к межэтажным перекрытиям

Межэтажные перекрытия обязаны выдерживать постоянные и переменные нагрузки, то есть кроме собственного веса выдерживать вес мебели и людей. Они должны быть достаточно жёсткими и не допускать превышение максимального прогиба, обеспечивать достаточную шумо- и теплоизоляцию.

Удельные нагрузки от мебели и людей для жилого помещения принимаются согласно нормам. Однако если планируется установка чего-то массивного, например, аквариума на 1000 л или камина из натурального камня, это обязательно нужно учитывать.

Жесткость балок определяется расчётом и выражается в допустимом изгибе на длину пролёта. Допустимый изгиб зависит от вида перекрытия и материала покрытия. Основные предельные прогибы, определяемые СНиП, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Учтите, что напольное покрытие в виде керамической плитки или бетонной стяжки, склонной к растрескиванию, могут ещё более ужесточить требования по допустимому прогибу, особенно при достаточно длинных пролётах.

Чтобы снизить нагрузки на балки, следует при возможности располагать их параллельно коротким стенам, с одинаковым шагом. Максимальная длина пролёта при перекрытии их деревянными балками — 6 м.

Типы межэтажных перекрытий

По назначению перекрытия делятся на:

• межэтажные;
• чердачные;
• подвальные (цокольные).

Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50-100 кг/м 2 .

Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.

Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие

Конструкция перекрытий также может быть различной:

• с открытыми и скрытыми балками;
• с различными типами несущих балок;
• с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.

Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.

На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.

а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок

Виды креплений и соединений деревянных балок

В зависимости от конструкции и материала несущих стен деревянные балки крепятся:

• в предусмотренные в кирпичной или блочной кладке гнёзда, заглубив брус или бревно не менее 150 мм, а доску не менее 100 мм;
• на предусмотренные в кирпичной или блочной кладке полочки (уступы). Применяется в случае, если толщина стены второго этажа меньше, чем первого;
• в вырезанные пазы в бревенчатых стенах на глубину не менее 70 мм;
• к брусу верхней обвязки каркасного дома;
• к металлическим опорам-кронштейнам, закреплённым на стенах.

1 — опора на кирпичную стену; 2 — раствор; 3 — анкер; 4 — изоляция толем; 5 — деревянная балка; 6 — опора на деревянную стену; 7 — болт

Если длины балки не хватает, можно её удлинить, соединив (срастив) по длине одним из известных способов с помощью деревянных штырьков и столярного клея. При выборе типа соединения руководствуйтесь направлением приложения нагрузки. Сращенные брусы желательно усилить металлическими накладками.

а — сжатие; б — растяжение; в — изгиб

О деревянных балках перекрытия

В строительстве используют балки прямоугольного, круглого или частично круглого сечения. Наиболее надежными являются пиломатериалы прямоугольного сечения, а остальные применяют в условиях отсутствия бруса или из соображений экономии, при наличии таких материалов в хозяйстве. Ещё большей прочностью обладают клееные материалы из древесины. Балки из клееного бруса или двутавра могут устанавливаться на пролёты до 12 м.

Самый недорогой и востребованный вид древесины — сосна, но используют также и другие породы хвойных — лиственницу, ель. Из ели делают перекрытия в дачных, небольших домиках. Лиственница хороша для строительства помещений с повышенной влажностью (баня, бассейн в доме).

Отличаются материалы также сортностью, которая влияет на несущую способность балок. Сорт 1, 2 и 3 (см. ГОСТ 8486-86) подходят для балок перекрытия, но 1 сорт для такой конструкции может быть излишне дорогим, а 3 сорт лучше использовать на небольших пролётах.

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

• 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
• 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2) приведен в таблице 3.

Таблица 3

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

• h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)

Для нашего примера:

• h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы: