Балки перекрытия — виды, особенности, устройство

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.

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Устройство перекрытий

Перекрытия представляют собой балки, которые фиксируются в стенах дома и служат для остальных элементов строения в качестве прочного фундамента

Перекрытия представляют собой балки, которые фиксируются в стенах дома и служат для остальных элементов строения в качестве прочного фундамента. Для того, чтобы конструкция смогла выдержать всю нагрузку строения, необходимо провести правильный расчет. Как правило, для балок используют клееный брус, бревна или дощечки. Брус из хвойных пород является идеальным вариантом для перекрытий, т.к. они обладают высокой прочностью на изгибах, а вот лиственные породы уязвимы, и при сильной нагрузке могут деформироваться. Сверху конструкции фиксируют доски или фанеру, и обшивают лицевым покрытием. Также возможно еще и установка лагов на пол, которые крепятся к балкам. Стоит учитывать, перекрытие с первого этажа будет служить потолком, а со стороны второго будет выполнять функцию пола. Для этого необходимо обшить напольным покрытием верхнюю часть, а нижнюю — вагонкой или гипсокартонном.

Устройство перекрытий

Между балками, как правило, образуется пространство, которое утепляют и гидроизолируют, что дает дополнительную защиту от влаги.

Важно! Если чердачное помещение не планируется отапливаться, его обязательно теплоизолируют. Если же второй этаж планируется использовать в качестве жилой комнаты, напольное покрытие нет необходимости утеплять, а вот для уменьшения шума необходимо проложить звукоизоляционный материал.

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.

Читайте также:  Сечение деревянной балки в зависимости от пролета

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.

Преимущества:

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

Недостатки:

  • высокая цена;
  • неудобство утепления плитным материалом.

Плюсы и минусы двутавровых балок из дерева

Главное достоинство изделия – сочетание небольшое веса с прочностью. Эта комбинация обеспечивает преимущества использования двутавровых балок для перекрытий:

  1. Вес деревянной конструкции длиной до 6 м составляет всего 8 кг. Монтаж такой балки не требует специального оборудования и не занимает много времени, а это сокращает расходы на строительство.
  2. Малый вес полученного перекрытия не создает большой нагрузки на фундамент и стены, что тоже снижает расходы.
  3. К плюсам относится и простота транспортировки. Перевозка двутавровой деревянной балки обойдется намного дешевле.
  4. При легкости материала он обладает высокой прочностью и используется для перекрытия с прогонами до 6 до 12 м. Использовать промежуточные элементы нет нужды.
  5. Конструкция двутавра позволяет использовать деревянную балку как своего рода нишу при прокладке коммуникаций.
  6. Дерево обладает низкой теплопроводностью, что исключает создание холодовых мостиков и позволяет экономить на отоплении дома.
  7. Двутавровые конструкции из дерева сохраняют геометрическую форму и свойства на протяжении всего срока эксплуатации. Но только в том случае, если для их изготовления использовался качественный материал.
  8. Выпускаются деревянные двутавры для перекрытий в очень широком ассортименте, что позволяет расширить область применения.

Недостатки у конструкций следующие:

Плюсы и минусы двутавровых балок из дерева
  • велик риск приобрести некачественные изделия, невысушенная древесина деформируется, «садится», что приводит к перекосам перекрытия;
  • древесину пропитывают антипиренами, однако это не делает материал пожаростойким.

Деревянные двутавры не рекомендуется использовать в случаях, когда нужно выполнить частую обрешетку или когда каркасная конструкция нуждается в усилении большим числом опорных элементов. В этом случае экономия на стоимости материала будет ничтожной.

Укрепление потолка швеллером

Во время ремонта и строительства, особенно, производимого собственными силами, возникает множество вопросов по технике и материалам, которые лучше всего подойдут для тех или иных работ. Сегодня речь пойдёт об укреплении потолка швеллером.

Есть, конечно, и другие способы укрепления потолков, но у них есть существенные недостатки: деревянные подпорки со временем сами портятся и утяжеляют конструкцию, а углепластик ощутимо ударяет по бюджету.

Для чего нужно укреплять потолок

Допустим, для строительства дачи или бани вы выбрали деревянные балки длиной более трёх метров, и посередине они начали угрожающим образом провисать.

Укрепление потолка швеллером

Или дом уже достаточно старый, и вы боитесь, что иссохшееся дерево может обрушиться в один далеко не прекрасный момент.

Или вы собрались надстроить ещё один этаж или веранду, и, соответственно, планируется повысить нагрузку на потолочные балки.

Чтобы ваш потолок остался в целости и сохранности, без прогибов и надломов, стоит укрепить несущие балки с помощью швеллера. Также стоит задуматься о полной замене потолочных деревянных балок на швеллеры и железобетон, поскольку срок их службы не 50 лет, как у дерева, а в три раза дольше.

Немного о провисании

Степень провисания балки вполне реально оценить самостоятельно, и сейчас мы расскажем, как это сделать. Допустимой нормой провисания считается одна трёхсотая от длины балки.  То есть, если трёхметровая балка посередине провисает под нагрузкой на один сантиметр, то это нормально.

А вот два и три уже должны вас насторожить и привести к мысли о необходимости укрепления потолка, поскольку эти сантиметры не только выглядят неэстетично, но и чреваты надломом этой балки посередине и даже обрушением крыши или потолка.

Читайте также:  Утепление чердачного перекрытия

Что такое швеллер

Швеллер, по сути, это протез для износившейся или недостаточно прочной для имеющейся в конструкции деревянной балки. Они изготавливаются из листа металла в форме буквы П. При заказе с металлобазы ,

Укрепление потолка швеллером

ru/catalog/metalloprokat/fasonniy-prokat/shveller/ что выйдет гораздо дешевле, чем со строительного рынка, можно подобрать и ширину, и длину, и толщину швеллера и высчитать необходимое количество для вашего ремонта.

Лучше всего для ремонта перекрытий подходит металл, обработанный составом от коррозии.

швеллер

Каким образом его устанавливать

Обычно больше всего страдают балки в местах стыка друг с другом или со стеной, из-за перепадов температур, влажности и, собственно, зазора между пластами древесины.

Для начала ремонтных работ стоит отпилить подгнивающие участки древесины, затем подобрать или обрезать по размеру куски швеллера и заменить им по периметру балки отсутствующие части, затем закрепить получившуюся конструкцию в стене с помощью болтов не меньше, чем 20 миллиметров в диаметре.

Если же вы усиливаете металлические балки швеллером, для начала зачищаете старую балку от коррозии, привариваете сварочным аппаратом по всей её длине швеллер и наносите защитное покрытие от ржавчины, тщательно грунтуете и наносите слой цементно-известковой штукатурки. Сварочный аппарат гораздо дешевле арендовать на сутки у любой строительной фирмы в вашем городе, чем покупать новый для одного использования. Эта процедура поможет продлить срок службы перекрытий ещё на долгое время.

На что стоит обратить внимание

Укрепление потолка швеллером

При установке укрепляющих конструкций в остове потолка стоит принять во внимание следующие пункты.

  • Работать придётся в условиях, ограниченных балками, множеством винтов, железных острых кромок и необработанной старой древесины. Одевайтесь так, чтобы не пораниться обо все выступающие части, не работайте в одиночестве и надевайте каски.
  • Заранее просчитайте, сколько вам понадобится гнёзд, штраб и борозд в старых балках, чтобы они не рассыпались от производимых при укреплении швеллером манипуляций. Иногда лучше их сразу заменить на новые.
  • Постарайтесь спрогнозировать возможные конструктивные ошибки и не допустить их возникновения, поскольку отремонтированный потолок ещё раз переделывать весьма накладно и трудоёмко. Не забывайте использовать уровень при выравнивании балок и следите за симметричностью возводимой крыши. Если нагрузка будет распределена неравномерно, в скором времени крышу «поведёт» в неизвестном направлении.

Укрепление потолка швеллерами это и достаточно просто, и недорого, и результативно.

Отремонтируйте свой дом, и он будет дарить тепло и умиротворение и вам, и вашим потомкам, поскольку грамотно укрепленная металлом конструкция гораздо долговечнее, чем привычная деревянная.

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.

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.

Нюансы, которые присутствуют при устройстве

Основными нюансами при сращивании существующих в наличии балок являются:

  1. Площадь стыкуемой части балки. Чем она больше, тем крепче и надежнее будет соединение, а значит, и использовать такую балку можно даже при планируемых огромных нагрузках.
  2. Стыковка может проводиться как специальным столярным клеем, так и металлическими креплениями. Если используется клей, то соединенные торцы необходимо положить под гнет до совершенного высыхания клея. Сочетание столярного клея и металлических креплений усиливает прочность.

Если возведение перекрытий проводится самостоятельно, то владелец сам должен оценить, как именно стоит срастить имеющиеся в наличии балки. Однако если все строительные работы выполняются нанятыми специалистами, то стоит прислушаться к рекомендациям бригадира.

Усиление конструкции дополнительными лагами

Данный метод применим для усиления конструкции пола второго этажа, когда балки не имеют прогиба, а сами лаги, исходя из расчетов, могут выдержать расчетную нагрузку. Суть этого метода заключается в установке дополнительных лаг в центральной части помещения, обеспечивая таким образом распределение нагрузки более равномерно, на большее количество опор.

Установка дополнительной балки для усиления перекрытия второго этажа

Усиление конструкции дополнительными лагами

Чаще всего установка дополнительных лаг осуществляется по центру помещения путем уменьшения расстояния между лагами на 25-30%. Так, при необходимости установить лаги через 0,5 метра, в центральной части расстояние уменьшают до 0,4 — 0,35 метра.

Для усиления используются стандартные лаги, применяемые в конструкции. Для прочности между лагами устанавливаются дополнительные распорки из сплошных отрезков досок или металлических прутковых протезов, установленных крест-накрест.

Прутковые металлические протезы для укрепления лаг

Усиление конструкции дополнительными лагами

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.

Расчёт деревянного перекрытия

Монтаж деревянных перекрытий выполняется балками с соотношением сторон 7:5. Размеры подбираются в зависимости от их длины и предполагаемых нагрузок. Минимально допустимый прогиб должен составлять до 1/300 на всю длину. Иногда в целях снижения прогиба допускается применение строительного подъёма, когда производится монтаж изогнутой балки либо сращивание двух балок под определённым углом. Толщина подбирается такой, чтобы она составляла более 1/24 от длины. При этом можно сращивать доски одной породы древесины до расчётных размеров сечения с креплением на саморезы через каждые 20 см с их расположением в шахматном порядке.

Расчёт деревянного перекрытия
Расчёт деревянного перекрытия

Длина балок должна быть больше расстояния между стенами минимум на 30 см, чтобы с каждой стороны она входила в стену по 15 см. Данные для выбора параметров балки приведены в таблице 1.

Расчёт деревянного перекрытия
Расчёт деревянного перекрытия

Таблица 1. Распределение нагрузки между балками в зависимости от расстояния между ними и ширины пролётов.

Расчёт деревянного перекрытия
Расчёт деревянного перекрытия