Балки перекрытия — виды, особенности, устройство

Все что нужно знать о перекрытиях перед началом строительства

Технические характеристики – как не ошибиться при выборе

Деревянные балки эффективны при закрытии пролёта в 2,5-4 м. Максимальная длина – 6 м, при большей протяжённости не обойтись без монтажа опорных колонн или иных конструкций.

Крепление стропил к балкам перекрытия из дерева осуществляется посредством стальных пластин, уголков и скользящих опор. При определении сечения за стандарт принимают общую нагрузку в 350-400 кг/м2 для перестраховки. Оптимальное соотношение высоты и ширины изделия 1,4:1. Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать, дополнительно нужно учесть размеры заступов на стену — не менее 12 см, для бруса — не менее 15 см.

Ширина доски для балки варьируется в пределах 4-20 см, высота 10-30 см, диаметр брёвен может достигать 11-30 см. В зависимости от габаритов балки, шаг укладки составляет 0,3-1,2 м (как правило, 0,6-1 м).

Расстояние между балками перекрытия из металла колеблется в пределах 1-1,2 м. Номер (размер) балки при нагрузке в 400 кг/м2 выбирается исходя из длины обустраиваемого пролёта и шага укладки. Так, при пролёте в 6 м и шаге 1-1,2 м оптимален 20 двутавр (высота 20, ширина 10 см); пролёт 4 м, шаг 1-1,2 м — №12 (высота 12, ширина 6,4 см); пролёт 3 м, шаг 1-1,2 м — №10 (высота 10, ширина 5,5 см).

Современная бетонная балка перекрытия способна закрыть проём длиной в 3-7,5 м, а укладка проводится с шагом в 1-1,5 м. Минимальная высота элемента составляет 1/20 часть длины пролёта, ширина рассчитывается исходя из пропорции 5:7 (5 — ширина, 7 — высота).

Размеры балок перекрытия комбинированного типа могут быть самыми разными. Для серии W наибольшая длина составляет 6 м, категория L предусматривает длину до 13,5 м. Основное отличие между группами заключается в типе бруса. В первом случае это струганое изделие, прошедшее камерную сушку, во втором — клееные балки перекрытия, соединённые из отдельных элементов посредством особой технологии, что придаёт итоговому продукту повышенную жёсткость, прочность и надёжность.

Подшивка и настилы

После монтажа и закрепления потолочных балок на них сверху устраивается настил, а снизу — подшивка.

Межэтажные перекрытия требуют подшивку, которая будет поддерживать только свой вес, потолочные декоративные элементы, и незначительный вес звукоизолирующего слоя.

Требования к несущей способности достаточно малы. В качестве подшивки в деревянном доме используют любой листовой материал, например, гипсокартон, который существенно увеличивает огнестойкость дома.

Подшивка потолочного и полового перекрытий должна выдерживать большой вес утеплительного слоя и других конструкционных элементов перекрытия. Именно поэтому её производят из шпунтованной доски.

Вариант устройства наката

В нижней части потолочных балок перекрытия на всю длину с боковых сторон набивают черепные бруски.

Для данной цели применяют рейки сечением 30х50 мм. И на них укладывают щиты наката: листовой материал или доски, способные выдержать вес изоляционного слоя.

В данном случае вся нагрузка от массы внутренних элементов конструкции ложится на накат.

Читайте также:  Плиты перекрытия своими руками. Чертеж и стоимость изготовления плиты

Подшивка поддерживает вес потолочной отделки.

Настилы в каркасном доме можно разделить на два вида: черновой и ходовой. Последний вариант используют на чердаке для обеспечения передвижения по нему.

Ходовой настил — это чистовой дощатый пол. Оба этих вида устанавливают креплением досок на балки или через упругие прокладки.

Установка одна, но качество укладки разное.

Доски чернового пола прибиваются с определенным зазором, который нужен для движения воздуха с обратной стороны пола, а доски ходового настила просто сплачиваются.

В чердачных помещениях, которые не планируется использовать, можно верхний настил не укладывать.

Вместо верхнего настила лучше установите доски по маршруту аварийного прохода!

Пирог перекрытия каркасного дома

Перекрытия в каркасном доме любого типа обладают сходным строением. На подшивку или накат укладывают толь, пергамин или полиэтиленовую плёнку. Поверхность застилают изолирующим материалом.

Можно воспользоваться сыпучими утеплителями, например, керамзитом, печным шлаком, перлитом и т. д. Также настилают рулонные утеплители, такие как пенопласт и стекловата.

Обратите внимание, что утепляют только половые и потолочные перекрытия каркасного дома, а межкомнатные перекрытия шумоизолируются акустической ватой.

Утепление перекрытия каркасного дома можно высчитать по таблицам, в зависимости от типа утеплителя и средней температуры воздуха.

Защита перекрытий

Противопожарная защита

Особые требования к строительным материалам и конструкциям предъявляют нормы противопожарной защиты. Конструкции из разных по своим свойствам материалов различают по способности задерживать огонь в течение некоторого времени (полуогнестойкие) и полностью останавливать его распространение (огнестойкие).

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). Бетоны, в том числе и легкие, огня не боятся, по крайней мере, успешно его сдерживают в течение 3—4 ч. Древесину обычно обрабатывают растворами, придающими ей эффект дают негорючие материалы, в частности гипсоволокнистые и гипсокартонные плиты, широко применяемые для облицовки помещений. При проектировании перекрытий по открытым деревянным балкам необходимо учитывать и то, что эти балки подвержены воздействию огня не только снизу, но и с боков, и соответственно располагать огнестойкую облицовку.

При определении параметров стойкости конструкций из цельной древесины (например, хвойной) скорость ее выгорания принимают равной 0,8 мм/мин. При расчете перекрытий по открытым деревянным балкам высотой 24 см при ширине пролета 580 см ширину балок с учетом огнестойкости увеличивают до 12 см и более.

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 междуэтажного перекрытия важна только в помещениях с повышенной влажностью (как правило, в зоне душа, ванных, прачечных и бани). Для всех приведенных 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. В отдельной, специально устроенной вентиляции такое перекрытие не нуждается вовсе. При устройстве дощатых полов на лагах вентиляция желательна, и для этого в полу устраивают вентиляционные решетки или плинтусы с нащельниками.

Крепеж межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Крепить балки для пола второго этажа нужно правильно и для этого используется особая технология. Сначала ведется раскладка крайних элементов конструкции. Их нужно обязательно выровнять по уровню за счет подкладок в виде длинной палки или подкладок, предварительно обработанных мастикой.

Читайте также:  Монтаж и расчет плит перекрытия своими руками

Крепеж промежуточных балок проводится с ориентиром на крайние элементы.

Предварительно на брусовом полотне должна провестись обработка специальными антисептическими средствами. Широкая сторона каждой балки устанавливается вертикальным способом, что позволяет усилить жесткость конструкции. В некоторых случаях может не хватить балки в длину дома. Что делать в такой ситуации? Нужно сращивать полотна и устанавливать сборные конструкции.

Выбирать толщину межэтажных перекрытий следует в зависимости от размеров дома и его предназначения

Стыковка позволяет соединить между собой полотна за счет:

  • Сращивания полотен в длину;
  • Используя срощенные элементы по ширине;
  • Вязки или углового соединения.

Концы балок нужно срезать под острым углом, для смазки стоит использовать специальную мастику и несколько слоев рубероида. Там, где проводится соединение краев балок и стен дома, проводится укладка минеральной ваты в углубления, а уже потом заведение материала для последующего монтажа.

О ребристых разновидностях

Плиты перекрытия (ПНО) облегченные выполняются в самых разных размерах, что напрямую влияет на их свойства. Ребристые плиты обладают прекрасными эксплуатационными характеристиками – сравнительно небольшим весом, прочностью, надежностью, длительным сроком эксплуатации.

Ребристые панели включают два основных компонента: цельная монолитная армированная плоскость (гарантирует максимум прочности) и продольные элементы, выступающие в качестве ребер жесткости. Изделия производят из тяжелого/легкого бетона. Все характеристики отображает маркировка.

Для увеличения прочности могут устанавливаться дополнительные поперечные ребра (в одном/двух направлениях).

Такие плиты даже при максимальных нагрузках не прогибаются, но обладают одним недостатком – потолок из панелей получается неровным, поэтому чаще всего изделия используют в строительстве чердаков, промышленных помещений.

Ребристые плиты делают с предварительным напряжением либо без. Плиты ненапряженные используют только в определенных условиях – для строительства многоэтажных сооружений при условии, что расстояние между несущими конструкциями равно 6 метрам.

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 –85 (СП ).

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

Наименование материала Плотность или насыпная плотность, кг/м3
Асбоцементный лист 750
Базальтовая вата (минеральная) 50–200 (от степени уплотнения)
Берёза 620–650
Бетон 2400
Битум 1400
Гипсокартон 500–800
Глина 1500
ДСП 1000
Дуб 655–810
Ель 420–450
Железобетон 2500
Керамзит 200–1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон 1800
Кирпич полнотелый 1800
Линолеум 1600
Опилки 70–270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб 22 кг/м2
Паркет, 20 мм, щитовой 14 кг/м2
Пенобетон 300–1000
Пенопласт 60
Плитка керамическая 18 кг/м2
Рубероид 600
Сетка проволочная 1,9–2,35 кг/м2
Сосна 480–520
Сталь углеродистая 7850
Стекло 2500
Стекловата 350–400
Фанера клееная 600
Шлакоблок 400–600
Штукатурка 350–800 (от состава)
Читайте также:  Как и чем можно утеплить пол первого этажа в квартирах

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/м2.

2. Переменная нагрузка

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП , для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м2.

3. Суммарная нагрузка

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/м2;
  • 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м2.

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 м2) приведен в таблице 3.

Таблица 3

Материал Объем, м3 Плотность, кг/м3 Масса, кг Удельная нагрузка, кг/м2
Брус (сосна) 9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455 500 222,75 14,85
Доска (сосна) 15 х 0,04 = 0,6 500 300 20,0
Фанера 15 х 0,01 = 0,15 600 90 6,0
Линолеум 15 х 0,005 = 0,075 1600 120 8,0
Минвата 15 х 0,12-0,405 = 1,395 100 139,5 9,3
Итого:       58,15
С учетом k = 1,2       70

Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м2.

Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м2.

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)

где:

  • qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
  • L — длина балки, L = 330 см;
  • Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
  • J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см4.

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:

Особенности изоляции и отделки перекрытий

В зависимости от монтажа горизонтальных перегородок проводятся изоляционные и отделочные работы. Необходимо обустроить изоляцию утепляющую, как утеплить будет описано ниже.

Сделать накат можно и своими руками, достаточно следовать этапам работы.

  1. Крепление черепных брусков размером 50×50 см к боковым частям балок. Это обеспечит удержание наката и изоляционных материалов.
  2. Монтаж наката, например, из дощатых щитов.
  3. При обустройстве цокольного перекрытия поверх «чернового» пола кладется слой пароизоляции, после чего выполняется монтаж гидроизоляции и чистового пола.
  4. Крепление пароизоляции, а затем уже потолочной доски либо фанеры, древесных плит.
  5. После завершения работы со звуко- и теплоизоляцией, крепится паромембрана и половые доски.

С целью защиты от разного рода негативного воздействия пол окрашивается или лакируется, после чего можно укладывать напольное покрытие, предлагаемое на рынке стройматериалов в большом ассортименте.