Виды и строительство перекрытий в частном доме: важные аспекты

Это на самом деле несложно, единственное, что нужно заранее продумать, – конструкция перекрытий. Бетон создает избыточную нагрузку на стены, сталь сложно обрабатывать.

Технические требования

Перекрытия в доме представляют собой оригинальные конструкции, которые делят смежные помещения по высоте, образуя этажи, отделяя их от чердака и подвала. Устройство перекрытий в деревянном частном доме должно соответствовать следующим требованиям:

Технические требования
  • Они должны быть прочными, чтобы справляться не только со своим весом, но и полезными нагрузками (мебель, приборы). Параметры обозначаются, учитывая назначение комнаты. Конструкции для чердака должны удерживать вес не больше 105 кг/кв. м, межэтажные и цокольные – от 210 кг/кв. м;

  • При монтаже следует обеспечить хорошую изоляцию. Важно заделать каждую щель конструкции. Это обеспечит невозможность проникновения тепла и звука в комнаты, смежные по высоте;
  • Важно, чтобы конструкция была жесткой. Прогибаться из-за временных или регулярных нагрузок она не должна;
  • Противопожарную безопасность тоже следует учитывать. Для этого на потолок в деревянном доме наносятся пропитки, штукатурка.

Устройство перекрытия по деревянным балкам

Установка деревянных балок перекрытия позволяет решить такие задачи:

  1. достичь необходимых показателей прочности и жесткости перекрытия;
  2. обеспечить соответствие звукоизоляции и сопротивления теплопередаче уровню необходимому для энергосбережения;
  3. выдержать соответствие установленным нормативам показателей паро- и воздухопроницания.

Выбор балки для межэтажных перекрытий:

По виду и типу:

  • Балки перекрытия из бруса. Чаще всего для изготовления балок выбирают брус прямоугольного сечения. Высота бруса должна находится в пределах 140-240 мм, а толщина 50-160 мм. При этом выдерживается правило: толщина балки составляет не менее 1/24 от ее длины. Профессионалы отмечают, что большая прочность присуща деревянной балке с соотношением сторон 7:5.
  • Балки перекрытия из бревна. Экономически более выгодное решение. Бревно обладает большой стойкостью к нагрузкам, но и низкой стойкостью к изгибу. Бревно пригодно для использования только если выдержано в сухих условиях не менее одного года.
  • Балки перекрытия из досок. Использование доски приводит к уменьшению потребляемого для устройства перекрытия количества пиломатериалов. Но, стоит отметить, что в данном случае понижается устойчивость перекрытия к огню, долговечность и звукоизоляция. Обычно доска используется при строительстве чердачного перекрытия. Чтобы усилить доски можно воспользоваться приемом — срастить вместе две доски по длине. Тогда суммарное сечение будет соответствовать уровню нагрузки. Такая конструкция может выдерживать нагрузку в 2 раза большую, нежели бруса или две доски, уложенные вплотную друг к другу. В данном случае крепление осуществляется саморезами или гвоздями, зафиксированными в шахматном порядке с шагом 20 см.

Рекомендуем! Подробное описание деревянных балок перекрытия — типы, виды, расчет балки на изгиб, прочность и нагрузку.

Сечение балок деревянного перекрытия

Напрямую зависит от величины предполагаемой нагрузки на балки. Нагрузку делят на постоянную, создаваемую полом, мебелью, и переменную, зависит от количества одновременно находящихся на перекрытии людей и предметов.

Способ монтажа деревянных балок перекрытия

Монтаж цельных деревянных балокУкладка цельных деревянных балок.

В данном случае балки укладываются без сращивания. Чтобы минимизировать прогиб, нужно укладывать их вдоль более короткой стены. Таким образом, количество балок увеличится, но длина каждой отдельной балки уменьшится.

Монтаж усиленных (срощенных) балокУкладка усиленными (срощенными) балками.

Этот способ монтажа предполагает монтаж стыка на внутренней стене постройки.

Укладка балок короткими прогонамиУкладка короткими прогонами.

На жаргоне строителей их называют разменниками. По сути, это балки, уложенные перпендикулярно к продольным балкам. Служат для усиления перекрытия.

Схема укладки балок короткими прогонами

Материал подготовлен для сайта

Следует учесть, что устройство перекрытия по деревянным балкам будет надежным при условии правильного выбора породы дерева. Так, не подходят для этого вида работ лиственные породы. Причиной этому является плохая устойчивость на изгиб, а вот древесина хвойных пород подходит идеально. Главное, чтобы она была очищена от коры и обработана антисептическим раствором.

Плюсы деревянных балок перекрытия:

  • малый вес. Это позволяет уменьшить нагрузку на стены и фундамент дома, упростить транспортировку и облегчить процесс монтажа;
  • возможность выполнять работу вдвоем, своими руками, без привлечения специальной техники;
  • доступность и сравнительно низкая стоимость;
  • возможность уложить изоляцию;
  • высокая скорость проведения работ.

Минусы деревянных балок перекрытия:

  • ограничения по длине закрываемого пролета. Длина деревянных балок не превышает 6 000 мм, а закрывать они могут максимум 4 500 мм. без установки дополнительной вертикальной опоры;
  • потребность в дополнительной защите древесины от гниения, биологического разрушения и расколов;
  • зыбкость. Деревянная балка может «играть» при перемещении по ней людей и создавать дополнительный шум. Требуется устройство дополнительной звукоизоляции.

Как выполнить работы

Расчеты

Точные расчеты для несущей способности балок, как правило, выполняют особые организации с достаточным опытом. При выполнении расчетов самостоятельно используется следующая система:

  • Чердачное перекрытие с подшивкой, утеплителем в котором является минеральная вата, имеет постоянную нагрузку 50 кг/м2. По стандартам СНиП при такой нагрузке нормативом будет 70 кг/м2, если коэффициент запаса прочности равен 1.3. Итак, узнать общую нагрузку несложно – 1.3*70+50=130 кг/м2.
  • Если вы производите расчеты для мансардного помещения, то следует учесть вес материала, из которого выполнен пол и предметы, которые находятся в этом помещении. В таком случае нагрузка будет 350 кг/м2.
  • Если же деревянные балки перекрытия играют роль межэтажных пролетом, то величина нагрузки будет равна 400 кг/м2.

Определение шага и сечения балок

Когда известны данные о длине и нагрузке балок, можно узнать шаг установки и размер сечения/диаметр.

Учтите, что показатели взаимосвязаны между собой, и их можно рассчитать по установленным правилам:

  1. Высота и ширина балок должна иметь пропорцию 1.4:1. При этом учтите, что ширина балок должна быть от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см (это с расчетом на утеплительный материал). Бревна для перекрытия обязательно должны быть с диаметром от 11 до 30 см.
  2. Шаг установки обязательно должен иметь предел от 0.3 до 1.2 метра (с учетом материала для утепления и материала для подшивки). Если дом каркасный, то шаг обязательно должен быть такой же, как и между каркасов.
  3. Произвести определение сечения балок из дерева можно по специальным таблицам или программам. При проведении расчета сечения следует учесть, что максимально допустимый изгиб балок на чердаке равен 1 от 200, а для межэтажных 1 от 350.

Использование деревянных ферм – преимущества и недостатки

Как выполнить работы

Выполненные из дерева фермы перекрытий по виду напоминают два параллельно расположенных друг под другом бруска или бревна, которые между собой соединены опорами, а те в свою очередь находятся по отношению к бревнам или брускам вертикально или же под углом. Главной задачей ферм является перекрытие длинных пролетов, если невозможна установка дополнительных опорных стоек. Чтобы сделать фермы, используют специальные разработанные таблицы и программы, в которых учитываются типы соединений, шаг установки, общие размеры и сечение деталей. Чаще всего фермы делают по промышленному методу с использованием оборудования высокой точности. Вместе с тем есть вариант самостоятельного изготовления фермы.

Если сравнить деревянные фермы и балки перекрытия, можно выявить все достоинства и недостатки, которые есть у ферм.

К достоинствам отнесем:

  • Возможность накрыть пролет больших размеров и при этом не использовать дополнительные опорные стойки.
  • Небольшой общий вес, благодаря чему нагрузка на несущие элементы строения тоже будет небольшой.
  • Высокая прочность и никаких прогибов, что дает длительный срок эксплуатации напольного и подшивочного материала.
  • Простота установки на все несущие элементы в независимости от материала изготовления.
  • Есть возможность изменить ширину шага укладки.
  • Можно установить внутренние коммуникационные линии.
  • Отличная звукоизоляция.
  • Если фермы были выполнены красиво, их можно даже не зашивать и тогда они будут играть роль декоративного элемента.

Но помимо достоинств есть и некоторые недостатки, а именно:

  • Из-за особенностей конструкции сильно увеличивается толщина межэтажного перекрытия.
  • Большие затраты в плане труда при изготовлении фермы собственноручно, требуется специальное оборудование.
  • Готовые конструкции достаточно дорогие.

Выбирать фермы или деревянные балки – решать только вам.

Межэтажные перекрытия: варианты изготовления

В строительстве существует большое разнообразие решений по организации перекрытий. Они могут быть:

Межэтажные перекрытия: варианты изготовления
Межэтажные перекрытия: варианты изготовления
  1. Безбалочными: сборными, монолитными и сборно-монолитными.
    • Сборные. Для устройства перекрытия используются панели из железобетона, имеющие пустоты. Такой материал имеет высокую прочность, достаточную пожаробезопасность, прост при монтаже, разнообразен по размерам и типам, а также обладает высокой технологичностью. Для монтажа таких конструкций требуется специальная техника.
    • Монолитные. Процесс изготовления не требует специального заказа на производство, не возникает при этом сложностей с перемещением и использованием спецтехники. Он заключается в заливке бетона в предварительно сооруженную опалубку или по профнастилу.

      Монолитные перекрытия

      Эта технология дает возможность производить замену вышедших из строя деревянных конструкций, в частности, подвалов и цоколя. После монтажа основания производят заливку монолитной поверхности перекрытия. В связи с тем, что для застывания бетона требуется определенное время, имеют место технологические паузы в производстве. Такие перекрытия являются наиболее оптимальными в качестве элемента подвального или цокольного помещения.

    • Сборно-монолитные. Особенности такого перекрытия объединяют достоинства двух вариантов, которые описаны выше. В этом случае процесс производства заключается в заливке слоя бетона в пустотные блоки, которые располагаются между балками. Материал балок может быть любым обеспечивающим достаточную прочность конструкции на любом горизонте здания.

      Сборно-монолитные перекрытия

      Перекрытия, полученные при помощи сборно-разборной технологии, обладают рядам достоинств:

      • не требуется применение спецтехники;
      • стоимость работ существенно снижается;
      • объем работ снижается и, соответственно, скорость их увеличивается;
      • отпадает необходимость в опалубке;
      • хорошая тепло- и звукоизоляция.
  2. Балочными: деревянными, металлическими, железобетонными.
  3. Деревянными. Деревянные перекрытия

    Такая конструкция является наиболее распространенной в строительстве загородных домов. Это связано с возможностью создание перекрытия самостоятельно. Кроме этого материал является доступным и обладает хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами.

  4. Металлическими. Этот вариант перекрытия, как правило, используются при организации цоколя и подвала. Металлические конструкции имеют высокую надежность и длительный срок эксплуатации, а также их габариты меньше при одинаковой несущей способности. Металлические изделия не обладают достаточной теплоизоляцией и подвержены воздействию коррозии. Конструкция может быть сооружена из швеллеров или двутавров, которые укладывают на расстоянии 500-1500 мм друг от друга. На них производится монтаж плиты из железобетона мелких типоразмеров.
  5. Железобетонными. Использование этого варианта обуславливает необходимость использования грузоподъемной техники, так как масса конструктивных элементов значительна. Кроме того фундамент подвергается большим нагрузкам, что следует учесть при проектировании.

    Железобетонные перекрытия

    Показатели звуко- и теплоизоляции материала находятся на среднем уровне, железобетон плохо поддается обработке и имеет повышенные затраты труда при установке.

  6. Кессонными, арочными и шатровыми. Перекрытия кессонного и шатрового типов являются разновидностью ребристых панелей. Их применяют в строительстве объектов, имеющих большие размеры, со сложными архитектурными формами. Такие конструкции перекрытий не актуальны при возведении частных домов, как и перекрытия арочного типа.
Межэтажные перекрытия: варианты изготовления
Межэтажные перекрытия: варианты изготовления

Швеллер для перекрытий

Рассмотрим более подробно конструкции из швеллера для перекрытия в качестве несущей основы. Именно они воспринимают всю нагрузку, приходящуюся на полы второго этажа. Если для монтажа перекрытия используется П-образный прокат, то необходимо учесть следующие моменты:

  • швеллер необходимо укладывать вертикально, так как момент сопротивления сечения в это направлении в несколько раз превышает значение момента в противоположном
  • схема укладки следующая – от середины перекрытия профиль должен быть развернут в противоположном направлении, так как центр тяжести швеллера не принадлежит его стенке

Такая схема укладки необходима для компенсации тангенциальных напряжений. Следует помнить, что швеллеры для перекрытия подвержены изгибным напряжениям.

Недостатки

У каждого из названных выше вариантов сооружений есть свои минусы. Так, для монтажа межэтажных перегородок из железобетонных элементов понадобится привлекать строительную технику в виде подъемного крана. Собирая монолитное перекрытие по металлическим балкам необходимо тщательно рассчитать и спроектировать все узлы конструкции, что не получится сделать без привлечения специалистов.

Недостатки

Кроме того, понадобится и опалубка, а также техника, которая обеспечит доставку и заливку бетона. При этом, потребуется создать специальный арматурный каркас, который будет отвечать за прочность создаваемой панели – без квалифицированного сварщика тут не обойтись и все это, приводит к увеличению расходов на строительство.

Собирая перекрытие при помощи металлической балки и досок нужно понимать, что такая конструкция будет менее надежной, чем железобетонные панели или же монолит. При этом, дерево становится потенциальным источником пожарной опасности.

Недостатки

Немаловажным моментом будет и вес всей создаваемой конструкции. Стены должны выдержать подобную нагрузку и расчёты опять же придется доверить специалисту, чтобы избежать ошибок, так как от этого будет зависеть ваша жизнь и прочность всей постройки.

Этот момент будет особенно важен тогда, когда производится усиление перекрытий балками, так как работы производятся снизу и опорой для устанавливаемых деталей станут стены. В них придется подготовить специальные проемы, в которые будут вставлены концы несущих деталей и обеспечить после монтажа гидро и теплоизоляцию опорных площадок.

Недостатки

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)

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:

Более простой и дешевый способ звукоизоляции

Иногда в загородных домах устанавливаются монолитные перекрытия. Монтируются они из готовых железобетонных плит. Такие конструкции отличаются высокой степенью надежности и долгим сроком службы. Но при этом сборка их обходится довольно-таки дорого. Ведь весят такие плиты много. А поэтому поднимать их на стены приходится с использованием автокрана.

Существует и еще один тип перекрытия на второй этаж – заливное. Такая конструкция изготавливается из бетонной смеси в опалубке, собранной на стойках. Это также довольно-таки надежный тип перекрытия. Собрать его можно в том числе и своими руками. Однако технология его изготовления все же очень сложна. Ошибок при заливке монолитной плиты допускать нельзя.

Предлагаем ознакомиться: Как сделать хамам в своей бане

Более простой и дешевый способ звукоизоляции

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам служит меньше плитного или заливного, но при этом оно полностью лишено их недостатков. Технология сборки такой конструкции предельно проста. При этом обходится такой вид перекрытий недорого. Обустраиваются эти конструкции, как уже можно судить по названию, на брусчатых или бревенчатых балках.

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам, описанное выше, имеет самую простую конструкцию. Использованный в этом случае утеплитель, к сожалению, препятствует проникновению на первый этаж только воздушных шумов. Ударные легко передаются по деревянному каркасу (через балки и доски). Если в доме нет маленьких детей и шуметь особо некому, такая простая конструкции может стать решением идеальным.

При желании уменьшить ударный шум со второго этажа можно собрать деревянные перекрытия в доме и немного по другой технологии. В этом случае также сначала устанавливаются балки. Затем на них монтируются специальные звукопоглощающие прокладки. Последние стоит предварительно пропитать или обработать антисептическим составом. При сборке перекрытий на второй этаж в загородных частных домах обычно используются войлочные или резиновые прокладки.

Монтируются эти элементы непосредственно на балки. На них укладывают (без крепежей) лаги. Длина последних должна быть такой, чтобы они не касались стен дома. Монтируют лаги поперек балок. Далее устанавливают плиты звукоизолятора. Кладут их и между балками, и между лагами (в два-три слоя). Поверх получившегося «пирога» набивают доски. Пароизолятор в данном случае использовать также следует обязательно.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Основным элементом чердачных и межэтажных перекрытий во многих частных домах является деревянная балка. Срок службы перекрытий из дерева ограничен ввиду свойств древесины, особенно, если она была плохо обработана или подвергалась нагрузке и воздействию влаги.

В следствие таких факторов балка перестает справляться с возложенной на нее функцией (возможно провисание, прогиб, искривление) и потребуется усиление деревянных балок перекрытия.

Помимо повреждений и утраты несущей способности балок пола и потолка (лаг, прогонов), укрепление может быть продиктовано увеличением нагрузки на перекрытие.

Железобетонные перекрытия своими руками

Сборные плиты из железобетона производятся на заводе. Существуют разные виды блоков, но для строительства перекрытий более подходящими будут полнотелые и пустотные. Максимальный пролет — 9 метров.

Такой монтаж выполняется только с помощью автокрана. Укладка плит выполняется на густой раствор слоем до 22 мм. По желанию для большей стойкости крепится прут из арматуры. Он создан для упрощения выравнивания всей конструкции. Последний этап — заливка цементом швов.

Для усиления теплоизоляции и невозможности промерзания плит торцы швов заполняют минватой на 35 см вглубь. Там, где сборную плиту установить не представляется возможным, кладут полноценные перекрытия из монолита. При содействии с кирпичной стеной ввод в глубину должен быть не менее 135 мм. Утеплитель должен быть снаружи. Если стена газобетонная, нужна не только анкеровка, но и армопояс. Такой вид перекрытия может быть создан только специалистами.

Читайте также:  Варианты утепления крыши изнутри минватой