Если под кровлей нет перекрытия – как правильно усилить стропила

Балочная система представляет собой многоэлементную конструкцию, где каждому элементу отводится своя роль: силовые нагрузки берут на себя балки — несущие элементы, а пространство между балками заполняется материалом, обеспечивающим ограждающие функции.

Виды дефектов (повреждений) балок перекрытия

В процессе проведения капитального ремонта в доме нужно осматривать балки перекрытия на наличие различного рода дефектов. К таковым можно отнести:

  • гниение и повреждение плесенью. Особенно часто встречается на балках чердачного перекрытия. Плесень на потолочной балке появляется в следствие протекания крыши. Появление сгнивших участков распространено в месте врубки балки в стену. Причина – недостаточная гидроизоляция в этом месте;
  • червоточины. Жизнедеятельность древесных жучков может существенно повредить балки перекрытия;
  • растрескивание (расслоение) — образование трещин. Изначально некачественные балки могут под воздействием перепада температур расслаиваться по длине волокон.

Если обнаружено что-либо из перечисленного, необходимо выполнить ремонт деревянных балок перекрытия. Кроме того, нужно устранить причину, которая привела к появлению дефектов.

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).

Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

Расчёт

Для расчёта стропил можно использовать калькулятор расчёта стропильной системы с приподнятой затяжкой. При использовании калькулятора необходимо высоту установки затяжки задать ‘0’, и убедиться, что используется наложение балок. Остальные параметры задаются в соответствии с характеристиками рассчитываемой стропильной системы. Калькулятор позволяет подобрать сечение досок для стропил, шаг стропил и вычисляет потребное количество гвоздей для соединения балок перекрытия со стропилами.

Для расчёта балок перекрытия в простейшем случае — неэксплуатируемый чердак и отсутствие промежуточных несущих стен — можно использовать этот же калькулятор. Однако при наличии промежуточных несущих стен и/или использовании чердачного помещения для каких-либо нужд расчёт балок перекрытия необходимо выполнять отдельно, например, с помощью калькулятора расчёта перекрытия с деревянным каркасом. При этом расчёт производится для наибольшего погона, а шаг балок указывается равным шагу стропил.

Расчет балок перекрытия

В основу расчета сечения бруса, который послужит опорной балкой, заложено следующее правило: сечение опоры должно быть не меньше 1/25 его длины. Например, если длина бруса составляет 6 метров, то толщина его должна быть не менее 25 см. Форма помещения, над которым возводится перекрытие зачастую прямоугольной формы. Целесообразнее укладывать балки таким образом, чтобы длина их была наименее короткой. То есть опорой для их концов должны служить проемы в самых длинных стенах этого помещения. Например, если его размеры 3/6 метров, то балки следует устанавливать длиной в три метра. Но это условная цифра, так как она обозначает только ширину пролета. Сама же балка должна быть больше на 50-60 см. по той причине, что должна опираться на стены обоими концами не менее, чем на 25 см. Далее, чтобы произвести правильный расчет балок перекрытия следует учесть весовую нагрузку. Для жилых зданий ее средняя величина 400 кг/м2

Для чердачного перекрытия эта величина может быть вдвое меньшей. Далее в расчет закладывается расстояние между балками. Оно может быть как 1 метр, 75 см. или другое. Оптимальная ширина пролета для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшая форма бруса — прямоугольная, с соотношением высоты балки к ее ширине 1,4:1. Далее по специальной формуле рассчитывается максимальный изгибающий момент. Если расстояние между балками будет 1 метр, то он составит 80000 кг/см. Существуют специальные таблицы, в которых приведены средние показатели для некоторых пород дерева, учтено процентное соотношение влажности древесины, коэффициент срока ее службы и многие другие показатели. Все это можно найти на специализированных сайтах или в литературе по строительству домов. В том случае, если на балки перекрытия будут сначала опираться лаги, а потом уже доски, то следует рассчитать и сечение лаг.

Армирование балок углеволокном

Помимо традиционных технологий при укреплении балок достаточно широко применяются инновационные решения, одним из которых является армирование конструкций углепластиками. Внимание: такой метод является единственно возможным способом укрепить балки в случае, если ввиду крайней стеснённости помещений или по каким-то другим причинам наращивание сечения конструкций невозможно или крайне затруднительно.

Несомненное преимущество укрепляющих элементов из углеволокна — это отсутствие необходимости оперировать с габаритными и тяжёлыми металлическими или деревянными компонентами, а также минимальная трудоёмкость работы в целом. Современные углепластики, как и любые композитные материалы, характеризуются большой прочностью и малым весом. Укрепляющие элементы из углеволокна прекрасно справляются со значительными механическими нагрузками. Они выпускаются в разных модификациях — в виде лент, ткани, нитей, пластин или листов.

Армирование балки композитами осуществляется путём наклеивания на неё углеволокна в несколько слоёв. Прикрепляемые слои углепластика прикладываются к поверхности балки друг над другом и по всей её длине. Края наклеенных полос нужно перекрыть поперечными слоями. Наклеивание армирующих компонентов производится до тех пор, пока усиленная балка не станет достаточно жёсткой для того, чтобы противостоять нагрузкам. Монтаж осуществляется с применением эпоксидного клея. После застывания слой по прочностным характеристикам иногда не уступает металлу.

Цокольное (подвальное) перекрытие над холодным помещением

Холодным помещением может быть неотапливаемый подвал или цокольный этаж. Здесь ситуация аналогична той, что с холодным чердаком. Водяной пар, устремляясь в холодное помещение, конденсирует на стенах подвала (цокольного этажа) и нижней поверхности перекрытия, обращённой в помещение подвала. Сырое холодное помещение будет совсем непригодно для любых целей. Другая опасность: в сыром помещении деревянные балки быстро сгниют, а стальные покроются ржавчиной; это — к вопросу неверного конструктивного решения, которое уменьшает долговечность перекрытия.

Читайте также:  Ленточный фундамент незаглубленный,незаглубленный фундамент

Нормальные эксплуатационные условия в подвале (цокольном этаже) будут обеспечены, если:

  • проложить пароизоляционный слой со стороны тёплого надподвального (надцокольного) помещения, т.е. над утеплителем;
  • сделать продухи по периметру дома, дающие доступ воздуха в подвал для вентиляции, если подвал не полностью заглублён в грунт (наименьший размер продухов — в один кирпич). Продухи заделывают сетками, а на зиму, если необходимо, их чем-то закрывают, например кирпичом или специальными заглушками.

Устройство перекрытия по деревянным балкам над холодным помещением и вентиляция помещения: 1 — деревянная балка перекрытия; 2 — конструкция чистого пола; 3 — доски черного пола; 4- лаги; 5 — пароизоляция; 6 — теплоизоляция; 7— рулонный паропроницаемый материал; 8 — дощатый настил; 9 — черепной брусок; 10 — продух; 11 — конструкция пола по грунту.

В случае подземного этажа, т.е. когда подвал полностью заглублён в грунт, нужно вывести вентиляционные воздуховоды. Это уже к вопросу инженерного оборудования дома, которое в настоящей книге не рассматривается.

Восстановление повреждений

Не бывает ничего вечного, и стропильная система может потерять свои начальные свойства. Из-за неправильного расчёта или от времени стропильная нога может начать прогибаться. В этом случае наиболее эффективны будут боковые накладки. Для усиления стропильной системы применяются стяжки (ригели) и подпорки (стойки).

При необходимости выпрямления прогнувшейся стропилины (стропильной ноги) её выпрямляют с помощью домкрата или гидроцилиндра.

Дерево за время может подгнить или потрескаться. Можно увеличить несущую способность стропильной ноги, применив «подмогу». Это дополнительная балка, которая крепится хомутами в нижней части основной балки стропила. Дерево лучше выбирать хвойных пород, просушенное.

Восстановление повреждений

Иногда происходит разрушение узла крепления стропильной системы к стене дома. Это может привести к разрушению крыши в целом. В этом случае узел крепления следует разобрать и заново собрать по всем правилам.

Восстановление повреждений

Важное значение для прочности стропильной системы имеет правильное выполнение конькового узла.

Восстановление повреждений

Радикальным способом модернизации является построение новой, более островерхой крыши над старой с последующей связкой их в единую конструкцию. Получается более прочная и жёсткая конструкция.

Укладка лаг с незначительным утеплением пола

Такая ситуация обычно бывает в квартирах, где потолки невысокие, поэтому есть смысл максимально сэкономить пространство. Тем более, что внизу находится отапливаемое помещение, поэтому небольшого слоя утеплителя достаточно, который больше нужен как звукоизолятор.

В этом случае выбирается небольшое сечение лаг, которые укладываются прямо на железобетонную плиту или небольшие регулирующие деревянные подставки. Особой потребности в гидроизоляции в такой ситуации нет. Исключением является вариант, когда квартира находится на первом этаже над сырым подвалом. Тогда есть смысл застелить бетонную поверхность полимерной пленкой или обработать битумной мастикой.

В качестве крепежей в данном случае можно применить металлические уголки или анкеры. Намертво прикреплять брусья нет необходимости. Достаточно такой фиксации лаг, чтобы они не смещались во время укладки фанеры или доски. Профессионалы иногда совсем не закрепляют направляющие брусья, если они в устойчивом положении, так как лаговый каркас во время эксплуатации, кроме вертикальных, других нагрузок не испытывает. Пример такой ситуации можно посмотреть на видео ниже. Напольная доска или листовой материал (фанера, ОСБ) при жестком соединении с подлежащими опорами образуют монолитный щит, не имеющий возможности бокового смещения.

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).

Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

Основные классификации перекрытий для потолка

Специалисты выделяют два признака классификации данной конструкции – назначение и техническое исполнение. Классификация по назначению разделяет следующие перекрытия:

  • Цокольные. Первый и базовый уровень пола общего каркаса, благодаря которому первый этаж отделяется от фундаментной платформы с ростверком. В проектах с подвальными помещениями также существует и подпольный уровень перекрытия.
  • Междуэтажные. Потолочные перекрытия в домах с несколькими этажами. Как правило, это конструкция, отделяющая первый и второй этажи.
  • Чердачные. Плиты или балочные системы, которые разделяют нижний жилой этаж и верхнюю зону чердака или мансарды.
Основные классификации перекрытий для потолка

Что касается технического исполнения, то различия касаются несущей части. Уже говорилось о том, что основу конструкции могут составлять как плиты, так и балки. И здесь же имеет место классификация по используемому материалу перекрытия, которую следует рассмотреть отдельно.