Перекрытия по деревянным балкам в газобетонном доме: виды бруса, расчет и монтаж

Расчет конструкции перекрытия в деревянном доме

Именно от того, на сколько правильно будет проведен расчет предполагаемой нагрузки, можно создать качественную надежную конструкцию, которая будет выполнять свои основные функции и прослужит очень долгое время.

Чаще всего балки в помещении укладываются по направлению самой короткой стены. Это дает возможность сделать пролет минимальным. Шаг между балками будет зависеть в первую очередь от размера сечения. В среднем этот размер составляет 1 метр. Делать расстояние меньше не стоит, так как это только увеличит расход материала и трудоемкость работы.

Схема монтажа балок перекрытия.

Лучше отдать предпочтение балкам с большим сечением, нежели сделать перекрытие с небольшим шагом и слабым перекрытием.

Основные размеры балок при определенном размере пролета:

• 2200 мм пролет — сечение 75*100 мм;
• 3200 мм пролет — сечение 100*175 мм или 125*200 мм;
• 500 мм пролет — сечение 150*225 мм.

Если перекрытие делается между первым этажом и чердаком, то шаг между материалом должен быть таким же, но сечение балок может быть выбрано значительно меньше. Это связано с тем, что нагрузки на чердаке будут значительно меньше, чем на полноценном этаже.

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий

В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.

Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:

• Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей);
• Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента;
• На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная;
• Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия);
• Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).

Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:

• Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона;
• Низкая огнестойкость (без специальной пропитки);
• Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.

К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).

Варианты отделки

Гипсокартон

При необходимости выровнять плоскость перекрытия или изготовить сложную многоуровневую конструкцию, лучшим вариантом будет монтаж подвесного потолка из ГКЛ.

Главными достоинствами такой отделки являются:

• теплоизоляционные свойства;
• возможность скрыть коммуникации;
• наличие негорючих и водоотталкивающих ГКЛ;
• изготовление любых дизайнерских конструкций, в том числе криволинейных.

Из недостатков можно отметить:

• хрупкость гипсокартонных листов;
• невысокие звукоизолирующие свойства, которые с успехом компенсируется за счет слоя утеплителя на потолке.

Конструкцию делают на металлическом или деревянном каркасе. Для этого по периметру помещения крепят стартовый профиль (брус), который соединяют продольными несущими профилями (рейками) с шагом 50 мм, так, чтобы края ГКЛ стыковались на них посредине. Затем монтируют поперечные перегородки с шагом 60 мм для крепления листов по периметру и посредине.

Выравнивание плоскости производится за счет специальных подвесов. ГКЛ закрепляют на каркасе саморезами, стыки армируют и шпаклюют. Для чистовой отделки клеят обои, наносят декоративную штукатурку либо красят.

ВНИМАНИЕ! Нельзя использовать для устройства гипсокартонного потолка, плохо просушенную и поведенную древесину

Фанера и ДВП

Самый быстрый и весьма экономичный способ отделать потолок – обшить фанерой или ДВП. Особой декоративности при этом достичь не получится, но для хозяйственных помещений – вполне приемлемый вариант. Обшивку делают прямо по балкам, монтируя перегородки для крепления стыков между листами.

Из достоинств можно отметить невысокую стоимость и хорошую прочность материала благодаря многослойной структуре. К недостаткам относятся подверженность горению и низкая влагостойкость. Для решения этих проблем используются специальные водоотталкивающие пропитки и антипирены.

Вагонка и шпонированные панели

Преимуществами деревянной обшивки считаются:

• невысокая стоимость;
• экологичность;
• дополнительная теплозащита;
• хорошая звукоизоляция;
• большой срок службы.

Недостатки:

• горючесть;
• деформация при намокании;
• неудобства при уходе (нельзя мыть синтетическими моющими средствами);
• склонность к образованию грибка.

Вагонка представляет собой шпунтованные доски, которые соединяются методом «шип-паз», и делится на несколько классов (Экстра, А, В и С) – от идеально ровной древесины высшего качества, до бюджетной из недорогих пород с сучками и неровностями.

Шпонированные панели – это та же вагонка, только изготавливается исключительно из дешевых пород древесины, а на лицевую сторону досок наклеивается тонкий слой шпона из дорогих сортов. Таким образом, визуально получается красивый и богатый интерьер.

Монтаж деревянного шпунта начинается от края комнаты, при этом первая доска прикладывается вплотную к стене, пазом внутрь помещения. Прибивается как минимум на два гвоздя «враспор». Следующая доска вставляется шпунтом в паз предыдущей и плотно подгоняется к ней по всей длине. И так до противоположной стены. Для незаметного крепления применяются специальные монтажные кляймеры.

Пластиковые панели

В целях сэкономить средства, но получить при этом приличный внешний вид, потолок отделывают ПВХ-вагонкой.

Кроме невысокой цены, они просты в монтаже и уходе, легко заменяются при поломке, не нуждаются в дополнительной отделке.

Перекрытия по балкам

Балочные перекрытия применяются в малоэтажном строительстве (в деревянных и каменных зданиях), при реконструкции зданий старой постройки путем замены деревянных балок на более долговечные металлические или железобетонные.

По материалу балки подразделяются на деревянные, железобетонные и металлические.

Перекрытия по железобетонным балкам.Перекрытия по железобетонным балкам состоят из балок, укладываемых на несущие стены с расстоянием в осях 600, 800, 1000 мм, межбалочного заполнения и пола (рис. 5.5).

Глубина опирания концов балок на стены или прогоны принимается не менее 150 мм. Концы балок на опорах заанкериваются, а зазоры между балкой и стенками гнезда на глубину 40-60 мм заделываются раствором. Межбалочное заполнение (рис. 5.6) состоит из наката, представляющего собой настил из легкобетонных плит и звукоизолирующего (теплоизолирующего) слоя. Швы между элементами наката и балками тщательно заполняются раствором или поверх наката укладывают пергамин. Звукоизоляция выполняется обычно из слоя шлака или песка толщиной не менее 60 мм. Снизу накат и балки затираются раствором. Такую конструкцию применяют при дощатых полах по лагам. При устройстве других видов полов, например цементных, требующих сплошной жест

Рис.5.5. Сборные железобетонные балки и детали их опирания:

а – план расположения балок перекрытия; б – общий вид балки; 1 – балка;

2 – стальной анкер; 3 – стальная структура; 4 – монтажная петля; 5 – заделка бетоном

кой подготовки, пространство между балками заполняется шлаком, по которому укладывается слой шлакобетона толщиной не менее 40 мм и пол (). Более целесообразными в этих случаях являются накаты из двухпустотных легкобетонных камней — вкладышей, обладающие достаточными звукоизоляционными свойствами и требующие лишь тщательного заполнения швов раствором (рис. 5.6 д).

Перекрытия по металлическим балкам.В настоящее время металлические балки применяются лишь в исключительных случаях при ремонте и реконструкции зданий.

Стальные балки (обычно двутаврового профиля) располагаются на расстоянии 1-1,5 м друг от друга. Глубина опирания их концов на стены составляет 200-250 мм.

Рис.5.6. Конструкция балочного перекрытия из сборных

а – общий вид; б – легкобетонная плита; в – легкобетонный камень-вкладыш; г,д – варианты перекрытия с минеральными полами; 1 – железобетонная балка; 2 – накат из легкобетонных плит; 3 – гидроизоляционный слой; 4 – звукоизоляция; 5 – звукоизоляционная прокладка; 6 – лага; 7 – дощатый пол; 8 – шлак; 9 – шлакобетон толщиной

40 мм; 10 – цементный пол толщиной 20 мм; 11 – затирка раствором

Строительные требования к деревянным перекрытиям

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

Теплоизоляционный слой

Теплоизоляция пола улучшит температурные показатели в комнате на втором этаже

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

Балки и перекрытия должны выдержать до 180 кг/кв.м нагрузки

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

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.

То есть, прогиб не должен превышать 2,5 мм на каждый метр. Для нежилых мансард и чердачных помещений допускается больший коэффициент прогиба – 1 к 200 (5 мм на 1 метр).

Звукоизоляция

Пятидесятимиллиметровая минвата не только утеплит пол, но и станет хорошим звукоизолятором

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

Длина балки должна быть не более 5 м

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.

Дерево – материал достаточно уязвимый для внешнего воздействия, прежде всего сырости и огня, поэтому перед тем, как преступить к возведению несущих конструкций, все деревянные элементы должны быть обработаны антисептическими материалами и антипиренами.

Преимущества и недостатки деревянных конструкций

Деревянные конструкции используются и в частных домах из дерева, и в каменных всех типов. Данная универсальность не присуща бетонным конструкциям. Кроме этого, у деревянных конструкций есть и другие преимущественные свойства:

• обустройство конструкций из дерева обходится намного дешевле, чем бетонных;
• для обустройства монолитных бетонных перекрытий необходима специальная техника и выполнение сложных инженерных работ. А в случае с балками из древесины можно обойтись без помощи профессиональных строителей. Минимум необходимых умений – работать с молотком и пилой.
• бетонные полы тяжелые. Их большой вес сильно давит на фундамент, чего не скажешь о легком весе деревянных конструкций.

• при небольшой плотности, они обладают достаточной несущей способностью, чтобы выдержать тяжелую мебель.
• более высокие показатели звукоизоляции и теплоизоляции по сравнению с бетонными конструкциями;

Внимание! Пирог межэтажных перекрытий будет отличаться, потому что нет необходимости в использовании утеплителя. декоративная ценность балок может использоваться в интерьере помещения, поэтому необязательно бревна и балки для перекрытия пола второго этажа маскировать навесными потолками. декоративная ценность балок может использоваться в интерьере помещения, поэтому необязательно бревна и балки для перекрытия пола второго этажа маскировать навесными потолками

декоративная ценность балок может использоваться в интерьере помещения, поэтому необязательно бревна и балки для перекрытия пола второго этажа маскировать навесными потолками.

Есть и недостатки, на которых тоже необходимо остановиться:

• дерево имеет меньший срок службы, чем бетон. Потому для увеличения срока эксплуатации балки обрабатывают антисептическими средствами. Даже несмотря на это при нормальных условиях эксплуатации они способны прослужить более 50 лет.
• имеет наименьшую огнеупорную способность;
• конструкция этажа по деревянным балкам восприимчива влаге и гниет под ее воздействием.

Но данные недостатки имеют косвенное отношение к делу, потому что при должной эксплуатации в нормальных условиях деревянные конструкции пола первого этажа смогут прослужить хороший срок.

Длина перекрытия

Второй принципиальный вопрос определяющей габариты материала. Параметр этот фиксированный – материал нарезается стандартными отрезками, поэтому расчеты могут привести к тому, что вместо балок будут устанавливаться деревянные фермы.

Параметр состоит из величины пролета и глубины заделывания балки в стену. В кирпичных перегородках балка размещается на глубину в 150 мм, в стенах из дерева – врубается в основание на 70 мм.

Оптимальным сличается пролет в 2,5–4 мм, максимальным – в 6 м. Если величина больше, балки изготавливают из клееного бруса. При очень большой длине пролета могут понадобиться дополнительные опорные конструкции – колонны, перегородки. На фото – перекрытие, собранное из клееного бруса.

Определение параметров

Сечение бруса для перекрытия вычисляют в соответствии с установленнной нагрузкой и величиной пролета. Лучший вариант – сечение в форме прямоугольника, в котором высота и толщина соотносятся как 1,4:1.Ширина может составлять 40–200 мм, а высота – 100–300 мм.

Как правило, подбирают такие размеры, чтобы высота превышала толщину теплоизолятора.

Дистанция между балками колеблется от 30 до 120 см. Зависит она и от полной нагрузки, и от величины листа утеплителя, и элементов подшивки. Кроме того, в каркасной постройке дистанция между балками должна в какой-то мере совпадать с шагом между стойками каркаса.

Балки перекрытия из клееного бруса первого этажа рассчитываются по той же схеме: прочностные характеристики у материалов близкие.

Полученные результаты проверяются по справочной таблице для определения размеров элементов для межэтажных перекрытий. При проверке учитывается, что прогиб для конструкций чердачного типа должен быть около 1/200, и для жилых мансард – 1/350.
На видео вычисление параметров балочной системы проиллюстрировано соответствующими схемами и пояснениями.

Применять готовые железобетонные перекрытия в деревянном доме нельзя по нескольким причинам:
вес изделий влечёт за собой риск обрушения всей постройки, взаимодействие холодного бетона и тёплой древесины приведёт к образованию конденсата, а, следовательно, к гнили и к грибку. Цена на плиты ЖБИ значительно превышает деревянные лаги. Поэтому для брусового или бревенчатого дома, естественно, более подходят природные пиломатериалы и их производные.
Как сделать перекрытие в брусовом доме – ответы ниже.

Конструкция перекрытий

На выбор стройматериалов для обустройства перекрытий влияет их расположение и предназначение. Для каркасных зданий используют 3 типа подобных конструкций:

1. Половые – обеспечивают жесткость и надежность эксплуатации финишного напольного покрытия;
2. Чердачные – удерживают теплоизоляционный и отделочный материал;
3. Межэтажные – одновременно являются половым и потолочным основанием, соответственно выполняют двойные функции.

На данный элемент конструкции каркасного сооружения в большей степени воздействуют вертикальные нагрузки. Поэтому еще на этапе проектирования основы перекрытия учитывается прогиб материалов по вертикали.

Для закрепления балок на стенах из бруса или бревна используют различные решения

Первое — заглубление торцевых частей не менее чем на 70 мм в пазы, вырезанные в стенах (иногда паз заполняют изоляционным материалом, чтобы исключить появление скрипа). Практикуют также соединение типа «ласточкин хвост» и др. Если закрепление балки предполагает подрубку ее концов, то стоит иметь в виду: согласно СНиП 11-25-80 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, допустима подрубка не более 1/4 высоты балки. К сожалению, нередко концы подрубают в полдерева, значительно уменьшая сечение балки, из-за чего в зоне распила образуются протяженные трещины, снижается жесткость опоры, что сокращает срок службы здания.

Еще один способ соединения — с помощью специальных опор из оцинкованной стали (хомутов, кронштейнов, уголков и т. п.). Их плюс — технологичность и быстрота монтажа. Бывают опоры с открытым и скрытым креплением. Последние применяют, когда балки должны быть видны в интерьере (пример такого крепежа — Т-образная пластина, длинным плечом входящая в паз, сделанный в торце балки). К опоре балку фиксируют металлическими саморезами, а саму опору присоединяют к стене металлическими саморезами или шурупами-глухарями большого сечения.

Балки зафиксированы на стенах и сращены встык стальными уголками и накладками, которые закреплены саморезами

Сечение и шаг размещения балок выбирают исходя, прежде всего из длины пролета и предполагаемой нагрузки на перекрытие

Ряд специалистов критически относится к использованию подобных опор при закреплении балок на ограждающих стенах. Ведь, согласно указанным выше СНиПам, металлические элементы, применяемые в условиях, при которых возможно выпадение конденсата, должны отделяться от древесины гидроизоляционным слоем. Между тем в случае соединения балки перекрытия с ограждающей стеной металлический крепеж опор может оказаться в зоне точки росы. По словам экспертов, это обернется появлением темных полос на поверхности древесины в районе такого крепежа.

Торцевые части балок заглублены в пазы, вырезанные в стенах

Закрепление на стене стальной опоры для балки с помощью шурупов-глухарей

При использовании же стальных опор для соединения балок перекрытия со стенами внутри помещения (где опасности выпадения конденсата нет) подобной проблемы не возникает. В каменных (кирпичных, пенобетонных и пр.) ограждающих стенах для закрепления деревянной балки еще на стадии их возведения создают так называемое гнездо, в которое и вставляют балку.

Опоры с открытым креплением

Опоры с открытым креплением

Глубина укладки опоры — не менее 150 мм. Конец балки тщательно обрабатывают антисептическими составами и подрезают под углом, чтобы ее торец не насыщался влагой. Притом для отделения древесины от камня конец балки оборачивают гидроизоляционным материалом (чаще всего рубероидом или пергамином в два слоя), оставляя торец открытым, чтобы не было препятствий для свободного отвода водяного пара из древесины. Балку обычно укладывают на антисептированный деревянный накат, закрепленный в гнезде поверх слоя гидроизоляции, механически фиксируя к нему.

Чтобы закрепить деревянную балку, в каменной стене еще на стадии ее строительства создают особое гнездо

Согласно требованиям вышеупомянутых СНиПов, не допускается глухая заделка деревянных конструкций в каменные стены, а значит, гнездо обязательно должно проветриваться. Кроме того, для предотвращения появления в стене мостиков холода его следует заполнить теплоизоляционным материалом (например, паклей), не создавая притом препятствий для движения воздуха.

Вид сбоку	Вид сверху
Вариант опирания деревянной балки на кирпичную стену: 1. Деревянный короб 2. Теплоизоляция 3. Деревянная балка 4. Обертка торца балки гидроизоляцией 5. Металлический анкер 6. Гидроизоляция

Расчет балок перекрытия

Планируя строительство перекрытия, для начала следует рассчитать конструкцию его основы, то есть длину балок, их количество, оптимальное сечение и шаг расположения. От этого будет зависеть, насколько безопасным окажется ваше перекрытие и какую нагрузку оно сможет выдерживать при эксплуатации.

Длина балок

Длина балок зависит от ширины пролета, а также от способа крепления балок. Если балки будут закреплены на металлических опорах, их длина будет равняться ширине пролета. При заделке в пазы стен, длину балок рассчитывают, суммируя величину пролета и глубину заведения двух концов балки в пазы.

Шаг расположения балок

Расстояние между осями балок выдерживают в пределах 0,6-1 м.

Количество балок

Расчет количества балок выполняют следующим образом: планируют размещение крайних балок на расстоянии минимум 50 мм от стен. Остальные балки размещают в пространстве пролета равномерно, в соответствии с выбранным интервалом (шагом).

Сечение балок

Балки могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое, двутавровое сечение. Но классическим вариантом все же является прямоугольник. Часто используемые параметры: высота – 140-240 мм, ширина – 50-160 мм.

Выбор сечения балки зависит от ее планируемой нагруженности, ширины пролета (по короткой стороне помещения) и интервала размещения балок (шага).

Нагруженность балки высчитывают, суммируя нагрузку ее собственного веса (для междуэтажных перекрытий – 190-220 кг/м2) с временной (эксплуатационной) нагрузкой (200 кг/м2). Обычно, для эксплуатируемых перекрытий, нагрузку принимают равной 350-400 кг/м2. Для чердачных неэксплуатируемых перекрытий можно брать меньшую нагрузку, вплоть до 200 кг/м2. Специальный расчет необходим, если предполагаются значительные сосредоточенные нагрузки (например, от массивной ванны, бассейна, котла и т.п.).

Балки укладывают вдоль короткого пролета, максимальная ширина которого – 6 м. На большем пролете неизбежно провисание балки, которое приведет к деформации конструкции. Однако и в такой ситуации есть выход. Для поддерживания балок на широком пролете устанавливают колонны и опоры.

Сечение балки напрямую зависит от ширины пролета. Чем больше пролет, тем более мощную (и прочную) балку необходимо выбирать для перекрытия. Идеальный пролет для перекрытия балками составляет до 4 м. Если пролеты шире (до 6 м), то использовать необходимо нестандартные балки с увеличенным сечением. Высота таких балок должна составлять не менее 1/20-1/25 от величины пролета. Например, при пролете 5 м нужно использовать балки с высотой 200-225 мм при толщине 80-150 мм.

Конечно, самостоятельно выполнять расчеты балок необязательно. Можно воспользоваться готовыми таблицами и диаграммами, в которых указаны зависимости размеров балок от воспринимаемой нагрузки и ширины пролета.

После выполнения расчетов можно приступать к устройству перекрытия. Рассмотрим весь технологический процесс, начиная с фиксирования балок на стены и, заканчивая, финишной обшивкой.