Балочные перекрытия

Каждый застройщик в индивидуальном порядке подбирает для себя оптимальные варианты сочетания цены, качества, трудозатрат и сроков строительства. Существенную роль в конструкции дома играют балочные перекрытия, оно одновременно выполняет множество функций. В общей схеме строения данная часть воспринимает долю нагрузки от стен и кровли и, перераспределяя, передает ее на фундамент. Так же перекрытие выступает в качестве диафрагм жесткости в горизонтальном сечении дома и обеспечивает устойчивость конструкции в целом. Если перекрытие рассматривать с точки зрения элемента строения, то для нижних этажей, оно служит потолком, а для вышерасположенных, является полом. В некоторых случаях, особенно когда это связано с разделением помещений с разными температурами (к примеру, подвальное и комнаты первого этажа), к ним предъявляются достаточно жесткие требования, ничуть не ниже чем к ограждающим конструкциям. Очень важно соразмерить величину суммарных нагрузок и несущей способности перекрытия. Не соблюдение расчетным значениям может привести ко многим дефектам, начиная с неприятного скрипа полов, сопровождающего перемещение по дому и заканчивая банальным обрушением конструкции. Поэтому так важно выбрать тип перекрытий, который обеспечит надежность строения и комфортное проживание в будущем доме.

Конструкция перекрытий балочного типа

Наибольшей популярностью в частном домостроении пользуются перекрытия балочного типа. Многих привлекает простота монтажа, относительно низкие трудозатраты и возможность использования любого тепло и звукоизоляционного материала. Схематично оно состоит из несущей части, которую выполняют балки, заполнения пространства между ними, так называемого наката и отделочных материалов для потолка (нижняя часть) и пола (верхняя часть). Материалы для изготовления такого перекрытия могут быть использованы самые разнообразные: дерево, металл, железобетон. Из всего перечисленного предпочтение в индивидуальном строительстве отдается все же древесине. Во-первых, потому что возрос спрос на бревенчатые срубы и дома каркасного типа, а в них по логике вещей используются только деревянные перекрытия. Во-вторых, пиломатериал обладает рядом преимуществ, сравнительная низкая стоимость, доступность, малый вес в сочетании с неплохими прочностными характеристиками, высокие теплоизоляционные показатели и экологичность. Привлекательность материала возрастает в связи с появлением современных антисептических составов, которые в значительной степени способны повысить его огнестойкость, устойчивость к гниению, тем самым продляя срок эксплуатации конструкций. Нельзя не упомянуть и о новых изделиях из древесины, с улучшенными прочностными характеристиками, это клееный брус, деревянный двутавр и т.д. Единственным неудобством, которое может возникнуть при использовании природного материала для перекрытий, это ограничение свободного планирования пространства. Это связано с тем, что согласно требованиям нормативной документации максимальная длина пролета без применения дополнительных опор регламентируется значением 4,5 м. Зоны для перекрытия размером выше этой длины, зачастую влечет за собой значительное увеличение расхода пиломатериала и использование бруса нестандартных сечений.

Так или иначе, если в качестве материала для перекрытий выбрана древесина, придется чем-то поступиться. Основным моментом при проектировании горизонтальных конструкций дома, является правильное определение нагрузок. Это позволит правильно рассчитать необходимый размер несущих элементов конструкции и шаг, с которым они должны быть уложены. Общая нагрузка состоит из постоянных и временных, в свою очередь временные делятся на кратковременные и длительного действия. К постоянным относится вес самого перекрытия, а к временным причисляют мебель, проживающих и прочее. Нормами строительства определены нагрузки 100 – 210 кг/м2, но для большей уверенности при возведении дома стоит руководствоваться тем, что лучше предусмотреть запас прочности, чем усиливать конструкции после монтажа. Не к чему и чрезмерное усердие в этом вопросе, поскольку оно может привести к неоправданному удорожанию работ. Как показала практика оптимальным значением нагрузок в частном домостроение являются 250 – 400 кг/м2. Для удобства можно воспользоваться строительными калькуляторами, диаграммами или табличными данными.

Как правило, балки укладываются по наименьшей стороне пролета, выдерживая строгую параллельность друг другу и заданный шаг. Установка несущих элементов производится способом, под названием «маячный», т.е. монтаж балок перекрытия производится от крайних точек периметра помещения к середине. Горизонтальность положения обязательно проверяется уровнем как вдоль одной балки, так и двух, трех рядом стоящих. Поскольку габаритные размеры пиломатериала могут вирироваться в пределах плюс, минус 10мм, разметку для размещения балок целесообразнее делать от одного края, одной точки (базовой). К примеру, если у вас задан шаг 700 мм, то первая метка наносится на расстоянии 700 мм, вторая удалена на 1400 мм, третья – 2100 мм и т.д. Это позволит более точно распределить балки, невзирая на колебания ее габаритных размеров. Вообще, при устройстве перекрытия, стараются подогнать, сечение бруса и шага таким образом, что оно было кратно размерам листового материала, утеплителя, которым будет отделываться пол или потолок. Очень часто встречаются типоразмеры 1200, 2400 мм, поэтому расстояние между балками удобно установить 600 мм. Это упростит многие операции при укладке теплоизоляции и настила. В тех помещениях, где планируются кратковременные нагрузки, котельное оборудование, ванные, шаг обычно уменьшают. Еще такой момент, который стоит взять себе на вооружение, чем меньше расстояние между балками, тем тоньше можно использовать листовой материал, в качестве обшивки пола.

Последовательность процесса монтажа балочного перекрытия

По большому счету любое балочное перекрытие будь оно цокольным или мансардным монтируется по приблизительно одинаковому алгоритму, который можно представить в следующей последовательности.

В начале на опорные конструкции укладываются несущие элементы – балки, с сечением согласно расчетных нагрузок. В данном варианте приведен пример с использованием деревянного бруса (сосна) размером 100х200 (Рис.1)

Далее, к нижней их части прибиваются черепные брусочки 50х50, для того чтобы было удобно укладывать черновое покрытие, утеплитель т.п. (Рис.2)

В качестве чернового покрытия, в этом случае выступает доска 25х125, ее прибивают к брускам и уже поверх конструкции наносится пароизоляция и укладывается тепло и шумоизоляция, очень часто применяют пенополистирол, утеплитель из базальтового волокна или пористые заполнители различного вида. (Рис.3,4). Материал обычно укладывается вровень с балкой, для полного заполнения пространства. Сверху так же весь «пирог накрывается пароизоляцией, чтобы полностью исключить попадание влаги вовнутрь перекрытия.

На следующем этапе устройства горизонтальной несущей конструкции, монтируются лаги, из пиломатериала размером 100х50, с шагом 600мм. Заметим, что направление досок в каждом последующем слое ориентировано перпендикулярно предыдущему. Это позволяется равномерно распределить нагрузки и придать дополнительную жесткость конструкции. (Рис.5)

Затем укладывается половая доска, как правило, это сороковка, но может использоваться любой другой подходящий вариант, фанеры, ДВП, гипсокартон и т.д. (Рис.6)

В заключении, зашивается нижняя часть перекрытия, декорируется и оформляется потолок. (Рис.7)

Вот так схематично можно представить эту многослойную конструкцию. Набор и размер слоев будет меняться в зависимости от функционального назначения перекрытия.

Отступление от традиционных технологий

Некоторые умельцы, изучив проблематику предыдущих опытов строительства частных домов, не боятся экспериментировать и вносят свои коррективы в общепринятые технологии. Удачная практика очень быстро находит отклик среди застройщиков и широко применяется в частном домостроении. Так, к примеру, одним из основных недостатков деревянных балок, считается то, что они все колебания, вызываемые перемещением по второму этажу, передаются на потолок первого. Для того чтобы этого избежать, было предложено очень простое решение этой проблемы. Каким образом? Видоизменили порядок размещения несущих балок, их уложили по две (попарно), с шагом 500 мм. Одна из них, сечением 100х150 (выбрано по строительным таблицам), выполняет роль основы для пола второго этажа. Она крепится на мауэрлат и деревянную прокладку, по уровню она устанавливается выше, чем рядом стоящая балка. Другая, является несущей для потолка первого этажа и выполнена из доски 50х100. Таким образом, исключили передачу любого рода колебаний и обеспечили надежную звукоизоляцию.

Но начинать укладку элементов несущего каркаса перекрытия рекомендуют с обработки ростверка антисептирующими средствами или нанесения на поверхности обвязки гидроизолирующего слоя.

Балки крепятся с помощью металлических перфорированных уголков, либо специальных балочных башмаков. Оговоримся, что речь идет о креплениях в деревянных строениях.

При установке деревянных балок на стену из кирпича или бетона, узел сопряжения будет иметь несколько иной вид. Опорная часть должна быть не менее 150 – 200 мм, для гидроизоляции концы бруса оборачивают рубероидом или строительным пергаментом. Балка заводится в специальное углубление, которое оставляется при возведении стен. Ни в коем случае край деревянного элемента не должен соприкасаться с камнем или бетоном, для этого размер балки делают немного меньше положенной длины, а торцы балок спиливают под углом 60 – 700. Это позволяет обеспечить воздухообмен в зоне крепления и исключает задержанию влаги в древесине. Для выравнивания балок в одну плоскость нельзя использовать щепу, она имеет свойство проминаться, что может привести к неровностям напольного покрытия.

Если говорить о расходе материла, то усреднено, можно ориентироваться на следующие цифры. На 100 м2 межэтажного перекрытия на основе деревянных балок понадобится балка с черепичными брусками – 4,1 м3, необрезной доски – 2,25 м3, утеплителя (шлак) – 6,1 м3, брус 50х60 мм – 0,16 м3, толь – 50 м2, строительный пергамент – 106 м2, войлок или джутовая лента. Не забываем про антисептирующие составы, саморезы, гвозди и элементы крепления.

Железобетонные балки перекрытия

Реже в индивидуальном строительстве используются железобетонные балки.

Габаритные размеры подбираются исходя из длины пролета. Так, согласно технической документации, высота несущего элемента, должна составлять 1/20 от расстояния между опорами, а ширина ее вычисляется из пропорции ширины : высоты, как 5:7.

Железобетонные изделия можно изготовить и самостоятельно, для этого понадобится опалубочное оборудование, бетонная смесь марки 300 и арматура диаметром 12 или 14 мм, в зависимости от размеров перекрытия и нагрузок. В качестве межбалочного заполнителя часто используют блоки из ячеистых бетонов или пустотные керамические камни. Но этот тип перекрытия редко практикуется в малоэтажном домостроении из – за материалоемкости и внушительных трудозатрат, которые не оправдывают себя с экономической точки зрения. К тому же, внушительный вес конструкций требует привлечения подъемной техники, что неизбежно приводит к удорожанию монтажных работ.

И совсем редко, при строительстве коттеджа, используются балки из металлопроката. Да, они позволяют экономить полезное пространство и обладают безупречными прочностными характеристиками. Однако, далеко не каждому застройщику по карману применение швеллера или тавра. Еще один существенный минус металлических балок, вес 1м2 подобного перекрытия может превышать 0,4 тонны, что повышает требования к несущим способностям ограждающих конструкции.