Межэтажные перекрытия по деревянным двутавровым балкам

При строительстве дома, многие предпочитают вместо железобетонных межэтажных перекрытий, устраивать перекрытия по деревянным балкам или лагам.

Подробный обзор

Что за странный материал

Технология сборки двутавровых балок достаточно проста. Представьте себе доску с условными размерами 25×80, имеющую один или несколько продольных пазов. Две таких доски ориентируются параллельно пазами друг к другу. В пазы вставляются прямоугольные пластины из ОСП, изделие склеивается и, возможно, заполняется полиуретаном. Перед нами пример интересного и смелого технологического решения, направленного, главным образом, на утепление кровли и перекрытий без мостиков холода.

Что за странный материал

Казалось бы, зачем все усложнять и отказываться от естественной прочности массивных и клееных брусьев? Потому что использование балок имеет ряд преимуществ: ускоренный монтаж, удобство использования, достаточно качественная изоляция структурных и воздушных шумов. При верном применении эти плюсы перекрывают относительно высокую стоимость материала, к тому же за счет ориентации волокон центральной полки деревянная двутавровая балка сопоставима по надежности с цельным деревом.

Что собой представляют деревянные двутавровые балки перекрытия

На рынок постоянно поступает большой ассортимент качественных стройматериалов, в ряду которого достойное место заняли двутавровые балки. В чем же популярность этой продукции? Балки обладают необычной формой сечения, где основным элементом, создающим жесткость конструкции, является плита OSP, OSB (ориентировочно-стружечная плита). А также она может быть выполнена из толстой фанеры.

Внешне опоры похожи на рельсы, в которых между брусьями врезано ребро жесткости в виде влагостойкой плиты. Благодаря этому изделия выдерживают большие нагрузки, полностью сохраняют свою форму и целостность после установки.

Виды балок перекрытия – преимущества и недостатки

Деревянные балки

Их чаще всего выбирают в качестве перекрытий в домах из дерева, бруса, в кирпичных домах и домах, построенных из газосиликатных блоков для мансардных перекрытий, а также в случаях, если хотят сэкономить на материалах, либо если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия между этажами, а также при нестабильных грунтах на участке.

Основной материал, используемый для балок подобной вариации – древесина лиственной и хвойной породы, тщательно просушенная и прошедшая специальную обработку, что позволяет улучшить её эксплуатационные и технические параметры. Подобное балочное перекрытие включает в себя непосредственно сами балки, утеплитель, накат и пол.

Преимущества:

  • удобство и простота монтажа;
  • приемлемая стоимость;
  • незначительный вес изделия.

Недостатки:

  • высокий уровень огнеопасности;
  • подверженность поражению жуком-короедом;
  • возможное гниение конструкции с течением времени;
  • конструкция перекрытия по деревянным балкам применяется только до четвертого этажа.

С целью упрощения расчета деревянной балки и выбора для нее сечений и шага мы приводим таблицу, которая поможет определиться с предварительным выбором сечений для однопролетных деревянных балок. Вам остается только собрать нормативные нагрузки:

При монтаже деревянные балки перекрытия укладываются на поперечные опоры, которыми может служить дополнительный брус, либо армопояс, залитый по периметру кладки стены. Поперечные опоры служат для равномерного распределения нагрузки на стены, и далее на фундамент дома. Части балок, укладываемые на стены, оборачиваются гидроизоляционным материалом. Обычно используют рубероид, при этом торцы не изолируют, что позволяет балке «дышать».

Самое главное при выборе материала для перекрытий по деревянным балкам — внимательно подбирать качественную древесину без трещин, повреждений, хорошо высушенную, с пропиткой от возгорания и гнили, а также с подходящим для постройки расчетным сечением балок.

В частном строительстве частая практика — использование монолитных бетонных перекрытий, либо других видов наиболее прочных перекрытий на нижних этажах постройки, и одновременное использование балочных перекрытий на более высоких этажах — например, мансарде. Делается это с целью облегчения общих нагрузок на фундамент.

Стальные балки

Металлические балки перекрытия выполнены из высокопрочного стального сплава по технологии горячего или холодного катания. Конструктивно представлены в виде двутавра, швеллера или уголка, при этом двутавровые балки имеют наибольшую востребованность и популярность. Укладка возможна, как «плашмя», так и на ребро.

Преимущества:

  • допустимы пролеты большей длины, нежели при использовании балок из дерева;
  • стойкость к воздействиям биологического характера и гниению;
  • огнеустойчивость.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • возможно образование коррозии;
  • низкие звуко- и теплоизоляционные параметры;
  • для монтажа требуется специальная техника.

Железобетонные балки

Железобетонные балки перекрытия – оптимальный вариант для крупномасштабного строительства, способный выдержать даже существенные внешние нагрузки при большой длине обустраиваемого пролёта. Нагрузочные параметры представлены на очень высоком уровне.

Преимущества:

  • отсутствие прогибов;
  • повышенная несущая способность;
  • формирование длинных пролётов с различными формами.

Недостатки:

  • сложность монтажа;
  • потребность задействования специализированной техники.

Комбинированные балки

Комбинированная балка выполнена на основе сразу нескольких материалов, например, дерева и ОСП. Их использование распространено в частном строительстве при создании каркасных домов. Изделия могут иметь различную форму, но наибольшую распространённость имеет комбинированная двутавровая балка, способная эффективно сопротивляться разного рода внешним нагрузкам, выдерживая даже значительные напряжения.

Читайте также:  Выбираем оптимальную толщину стяжки пола

Преимущества:

  • отличные прочностные данные;
  • стойкость к деформированию;
  • незначительный вес.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • неудобство утепления плитным материалом.

Перекрытия из бруса между этажами: установка межэтажных балок в брусовом доме

Во время строительства двухуровневых домов на межэтажные перекрытия в брусовом доме приходится и эксплуатационная нагрузка (кроме их собственного веса). Поэтому поверх деревянных балок в таких домах часто сооружают деревянный настил, а потолок просто подшивают. Лаги пола укладывают на балки, между которыми помещают толь, а сверху на него — утеплитель. В качестве утеплителя и шумопоглощающего материала может служить обычный песок, однако следует помнить, что он значительно увеличивает вес конструкции.

На месте ванных комнат и санузлов (ввиду того что в них влажность воздуха повышена) перекрытия между этажами в доме из бруса нуждаются в постоянном контроле. Для этого нижнюю подшивку можно не выполнять. Такой подход поможет, кроме того, обеспечить достаточную вентиляцию в помещении и избежать появления на полу и стенах плесени. Гидроизоляционное покрытие (пленочный материал) в этих местах поднимают таким образом, чтобы его край можно было прикрепить к стенам с захлестом не менее 6 см.

В том случае, если в доме планируется сооружать печь или камин, необходимо тщательно проработать места в перекрытии, где будет располагаться дымоход. Балки размещают так, чтобы они не касались кирпичной трубы и отстояли от нее не менее чем на 35 см.

Проемы в перекрытии зашиваются несгораемым материалом. Прочно соединять кирпичную кладку с балками не следует, так как в процессе последующей усадки дома при таком соединении труба может разрушиться.

Далее подробно описано, как сделать перекрытия в доме из бруса.

Укрепление пола при помощи накладок

Усилить лаги таким методом можно в случае обнаружения в деревянных конструкциях большого количества трещин. Подойдет способ и в случае сильного прогиба пола. Работа с использованием деревянных или металлических накладок считается простой, но достаточно надежной.

  1. Прежде чем приступить к укреплению следует основательно разгрузить полы в доме. В некоторых случаях потребуется полностью снять покрытие.
  2. С целью разгрузки устанавливают временные стойки. Их сооружают из бревен или домкратов. Шаг между подпорками рассчитывают исходя из длины лаг. После окончания работ стойки убирают.

    Углеволокно

  3. Если перекрытие прогнулось, то его обязательно возвращают в исходное состояние при помощи временных стоек и домкрата.
  4. Изготавливают накладки. Их сечение полностью зависит от оказываемой на лаги нагрузки.
  5. Чтобы усилить лаги накладку крепят с одной либо с обеих сторон балки при помощи стальных болтов. В некоторых случаях вместо дерева используют листы стали, толщина которых должна быть не менее 10 мм. При этом следует учитывать, что полоска требуется несколько уже (на 10-20%), чем сами бревна.

Внимание! Лаги с усилением позволяют значительно увеличить нагрузку на межэтажные конструкции и безопасно их эксплуатировать. При этом не потребуется ощутимых капиталовложений и ремонта большого объема.

Укрепление пола при помощи накладок

Сейчас во время ремонта пола часто используют специальное углеволокно. Но его можно использовать только в случае полной уверенности, что балка не повреждена грибком и на дереве обычные трещины. В этом случае, с целью усилить лаги, волокном обматывают поврежденную часть и фиксируют его клеевым составом.

Слой углеволокна должен быть от 1 до 5 мм. Его величина зависит от состояния перекладины и ее будущей нагрузки.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Основные типы и методы усиления деревянных перекрытий приведены в порядке увеличения трудозатрат и длительности на выполнение работ.

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

Способ применяется в том случае, когда дерево повреждено. Накладки устанавливаются с двух сторон от балки из бруса (по бокам или сверху и снизу), максимально плотно к ней и скрепляются (затягиваются) насквозь болтом. При этом важно обработать поврежденный участок и накладки противогрибковым раствором. В критическом случае, если участок поврежден сильно – его лучше удалить. Чтобы усилить балку нужно крепить накладку по всей ее длине.

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

Стальные пластины используются вместо деревянных, описанных выше. Металл также нужно обработать антикоррозионным раствором. Схема устройства показана на рисунке.

Усиление пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

Современная технология усиления (армирование углеродным волокном). Углеволокно (ленты, листы, пластины, нити, ткань) наклеивается в несколько слоев, пока не будут достигнуты требуемые показатели жесткости балки. Удобство работы и легкость материала приводят к тому, что углепластик приобретает популярность как эффективное средство для восстановления балок и строительных конструкций.

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

Усиление балок углеволокном

Усиление балок углеволокном — схема

Усиленные балки углеродным волокном

Усиление на торцах деревянными или металлическими протезами

Технология позволяет усилить балку в местах стыка с несущей стеной. Это именно то место, где, за счет перепадов температур повреждение древесины происходит быстрее.

На схеме ниже показана технология усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля — 2

Монтаж пруткового протеза

Прутковый протез системы Дайдбекова выполняется из двух спаренных ферм, которые изготавливаются из обрезков арматурной стали сечением (диаметром) 10-25 мм. Длина протеза должна быть на 10% больше двойной длины сгнившего конца балки, но не более 1,2 м.

Устройство пруткового протеза

  1. Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.
  2. Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.
  3. Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)
  4. Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.
  5. Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Установка пруткового протеза

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление перекрытий — установка шпренгелей

Тип усиления с изменением условий работы

Усиление деревянных перекрытий такими способами предусматривает существенную перестройку несущей конструкции балочных пролетов.

Изменение условий работы конструкций

Изменение схемы работы

Нестандартные решения

Если нет возможности усилить деревянные балки перекрытия, можно попытаться их разгрузить, т.е., распределить нагрузку с существующих балок на дополнительно установленные элементы.

Усиление перекрытий путем установки опор под несущие балки

Опоры, подпирающие балки снизу, являются хорошим способом перераспределить нагрузку с балки на опору.

Усиление перекрытий — установка опор

Усиление перекрытий путем установки дополнительных балок

Если существующие лаги находятся в целости и сохранности, увеличить их несущую способность можно посредством увеличения их количества. Установка дополнительных деревянных балок позволит увеличить нагрузку на конструкцию. Устанавливая новые лаги нужно обязательно защитить их торцы рубероидом, чтобы избежать повреждения.

Усиление перекрытий — установка дополнительных балок

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим образом и с минимальными затратами.

Расчет балок, выполненных из дерева

Планируя монтировать деревянное перекрытие, нужно рассчитать необходимое число балок и их габариты.

Для этого надо:

  • знать расстояние между стенами, на которые они будут монтироваться;
  • вычислить предполагаемую нагрузку на балки после того, как они будут установлены;
  • зная указанные величины, рассчитать величину сечения и шаг их установки.

Монтаж деревянных балок перекрытия

Определение величины балок

Величина балки складывается из суммарных величин. Эти величины включают:

  • расстояние между стенами;
  • длину балки, которая будет встроена в глубину стены.

Величина пролета определяется при помощи измерительных принадлежностей, например, рулетки. В зависимости от материала, из которого изготовлена стена (дерево, бетон, кирпич и т.д.), будет зависеть глубина укладки балок.

Деревянные балки являются конструкционными элементами с несущими функциями

Если здание кирпичное, то запас под деревянные балки должен быть более 10 см. Если здание построено из дерева, то под балочный пролет для второго этажа делают специфические пазы, которые имеют глубину 6-10 см. В случае, когда деревянным конструкциям предназначено стать основой для стропильной системы, они должны быть длиннее, чем пролет здания, на 5-7 см.

Важно!

Перекрытие деревянными балками должно находиться в пределах от 2,5 до 4 м. Максимальная длина пролета не должна превышать шести метров. Если перекрытие превышает эту величину, то устанавливаются конструкции из клееного бруса.

Установка балок перекрытия – важный и ответственный этап стройки

Расчет нагрузки на деревянную балку

Нагрузка, как и величина балок, состоит из суммы нескольких элементов. Это суммарная масса элементов пролета и деталей интерьера, которые будут расположены в комнате верхнего этажа. К элементам, которые входят в перекрытие между этажами, можно отнести деревянные балки, лаги, утеплитель, напольное и потолочное покрытие, паро- и гидроизоляцию. К элементам интерьера относится мебель, бытовая техника. Сюда же включается возможное количество жильцов, которые будут постоянно пользоваться этажом. Зачастую, расчет нагрузок проводится специальными учреждениями.

Для самостоятельного расчета несущей способности применяется схема:

  1. Перекрытие чердачного помещения с подшивкой. Если в качестве утеплителя применяется минвата, то собственная нагрузка лежит в пределах 50 килограмм на квадратный метр. Стандарты СНиП обозначают нормативную нагрузку для перекрытия в пределах 70 килограмм на квадратный метр и запас прочности для него с коэффициентом 1,3. Общая нагрузка рассчитывается просто: 70 кг х 1,3+50 кг = 130 килограмм на метр квадратный.
  2. Утеплителем служит не минвата, а материал с большим весом. Или при подшивке применялись толстые доски. В этом случае нормативная нагрузка увеличивается до 150 килограмм на квадратный метр. Соответственно, изменится общая нагрузка: 150 кг х 1,3+50 кг = 245 килограмм на квадратный метр.
  3. Для мансарды нормативная нагрузка будет составлять 350 кг на квадратный метр.
  4. Для балок, которые выполняют функцию перекрытия между первым этажом и вторым норматив составляет 400 кг на метр квадратный.

Конструкция деревянного перекрытия

Расчет величины сечения и шага монтажа балок

Определившись с величиной нагрузки, которая ляжет на балку и, посчитав ее длину, можно рассчитать шаг монтажа и величину сечения (или же диаметр). Эти величины связаны относительно друг друга и обозначаются по установленным стандартам:

  1. Сечение балок находится в соотношении ширины и высоты, как 1 к 1,4. В зависимости от нагрузки, балка должна иметь ширину от 5 до 20 см и высоту от 10 до 30 см. Если для перекрытия применяется бревно, то диаметр сечения должен быть в пределах от 10 до 30 см. Кроме этого, существуют специальные таблицы, которые дают точные размеры сечения в зависимости от длины и предполагаемых нагрузок.
  2. При расчете сечения необходимо учесть, что наибольший прогиб балок перекрытия между этажом и чердаком не должен быть более 1/200, а между нижним и вторым этажом не превышать 1/350.
  3. Монтаж балок проводиться с шагом, который лежит в пределах от 30 до 120 см. В основном применяют шаг укладки перекрытия через каждые 60, 80, 100 см. Зачастую, шаг выбирают по величине утеплительного материала. Если здание каркасное, то шаг проводят с учетом расположения каркасов.

Для повышения жесткости перекрытия деревянные балки укрепляют распорками

Монтаж перекрытия

Монтаж балок перекрытий производится обычно в следующем порядке:

  • Перед укладкой готовой балки в стенную нишу ее торцы обёртывают двумя слоями рубероида, причём длина слоя гидроизоляции выбирается с запасом (но не менее 25 см). После этого она заводится в стену и укладывается там таким образом, чтобы внутренний край рубероида выступал наружу на 2-3 см.
  • Сразу после установки балки в предназначенный для неё паз она закрепляется на месте при помощи специального анкерного болта.
  • Далее переходим к теплоизоляции перекрытия, для чего можно выбрать обычную минеральную вату или схожий с ней природный материал (опилки, морские водоросли и т.п.). Пенопласт для этих целей использовать не рекомендуется, поскольку этот материал плохо пропускает воздух. Можно применить для утепления и обычный керамзит, но при этом необходимо учесть то обстоятельство, что последний даёт повышенную нагрузку на все элементы возводимой конструкции.
  • Укладка (засыпка) утеплителя производится сразу же после того, как вы закрыли балки с нижней стороны отделочным материалом выбранного вами вида. Сверху обычно делается настил из строганных шпунтованных досок, который является одновременно полом для верхнего этажа.
  • После того как вы проложили пустоты утеплителем, необходимо будет побеспокоиться о гидроизоляции самого перекрытия. Для этого вам потребуется гидроизоляционная пленка, которую нужно будет уложить и закрепить поверх утеплителя.
  • После закрытия всей этой конструкции чистовым полом ваше перекрытие будет полностью готово.

Установка перекрытий

Монтаж балок перекрытия выполняется по размеченным маячкам для соблюдения параллельности и интервала. На начальном этапе производится установка крайних балок. Для этого их выпиливают нужной длины с выполнением скосов в торцах под углом 60º, тщательно обрабатывают антисептиком, а затем обвёртывают в толь внахлёст длиной 15 см и подвергают термическому нагреву. Такая обработка позволяет максимально долго сохранить целостность древесины и предотвратить её порчу, особенно при контактировании с ненатуральными материалами либо металлом. В некоторых случаях допускается обрабатывать только концы, которые будут входить в стену для соблюдения эстетичности и декоративности потолков.

Установка перекрытий

Правильность положения балок определяют при помощи отвеса и уровня. Перекосы при этом допускать крайне не рекомендуется, поскольку нагрузка будет распределяться неравномерно и снизится расчётный срок их эксплуатации.

Установка перекрытий

Промежуточные балки устанавливают по специально изготовленному шаблону, а положение контролируют при помощи длинной рейки. При необходимости под них устанавливают обрезки досок для обеспечения центровки и надёжной фиксации. Укорачивать балки под размеры отверстий в стене запрещено, а также стёсывать концы или подкладывать щепы. Торцевые части балок всегда оставляют открытыми. Если толщины стен не хватает, то концы балок заделывают цементным раствором.

Установка перекрытий

Устройство перекрытия по деревянным балкам зависит от его типа и необходимости установки изоляционных слоёв. Для выполнения монтажа гидро-, паро- и теплоизоляции необходимо выполнить обшивку балок плитами ДСП толщиной 10-15 мм. При этом их нужно располагать относительно несущих частей перекрытия так, чтобы стыковочные швы приходились на балки. Затем в образованные ниши укладывают слой пароизоляции с нахлёстом 15 см и проклеиванием скотчем. Поверх него настилают теплоизоляцию, в качестве которой обычно выбирают минеральную или каменную вату. Укладка должна быть максимально плотной без минимальных зазоров. Сверху укладывают гидроизоляционный слой и производят обшивку досками с толщиной не менее 25-30 мм.

Установка перекрытий

Количество слоёв определяется из назначения перекрытия и в каждом конкретном случае от установки того или иного слоя можно отказаться. Но излишняя экономия в случае несоблюдения правил эксплуатации нужно быть готовым к порче древесины и необходимости ремонта перекрытий.

Установка перекрытий

Варианты установки балок чердака в зависимости от его типа

Многие задаются вопросом: а куда правильно устанавливать деревянные балки перекрытия? В стены, на стены или даже немного вывести их наружу? Это зависит от того, какого рода у вас будет чердак и будете ли вы в будущем его использовать как жилое помещение. Мансарда сегодня очень популярна!

Итак, вот эконом-вариант, который позволяет в будущем без особых проблем переделать чердак в мансарду. Правда, совсем тесную:

А поэтому, если планы такие у вас есть и вы даже сейчас не уверены, найдется ли в проекте другое место под личный кабинет или бильярдную, сделайте тогда стены повыше, чтобы установить балки перекрытия пониже.

Что это даст? В такой мансарде будет куда больше полезного пространства, меньше острых углов и она окажется намного теплее:

А вот если в вашем проекте мансарда изначально была запланирована как отдельное и просторное помещение, как бы надстроенное над домом, тогда чердачные балки нужно устанавливать настолько крепкие, как в межэтажном перекрытии, еще и крепить их на анкеры в армопоясе:

Вот отличный пошаговый пример, как строят такие мансарды и насколько прочным должно быть такое перекрытие: