Деревянные балки в межэтажном перекрытии: подходы и технологии

Деревянные балки в межэтажном перекрытии: подходы и технологии

Стоит сразу уточнить, что данная статья не является универсальным руководством по установке деревянного перекрытия на балках своими руками. Мы лишь вкратце опишем технологию монтажа и расскажем, как крепить опорные элементы правильно. Параметры перекрытия должен рассчитывать исключительно профессиональный проектировщик – индивидуально для каждого конкретного дома. Только так вы сможете создать конструкцию, которая выдержит требуемую нагрузку.

Опорные элементы устанавливаются только на несущие и достаточно прочные конструкции: крепить балку нужно так, чтобы перекрытие опиралось как на наружные стены, так и на внутренние (для некоторых домов только на наружные). Важное условие профессионального монтажа и безопасной эксплуатации – соблюдение правильного интервала при укладке. Устройство межэтажного перекрытия для деревянного дома средних размеров подразумевает установку балок на расстоянии не менее 600-800 мм. Чем больше помещение и длиннее опорный элемент, тем меньше расстояние межу его осями. Для деревянных домов с прямоугольными пролетами используют поперечное крепление балок – укладку проводят вдоль самой короткой стороны здания.

В завершение стоит сказать, что такая технология оправдывает себя в 9 из 10 случаев, если учитывать, что деревянные балки перекрытия уступают по некоторым характеристикам металлическим и железобетонным, а межэтажные конструкции из них обладают определенными ограничениями.

Чтобы вам было легче определиться с выбором метода монтажа, вкратце перечислим ограничения и недостатки балочной конструкции:

• допустимая максимальная длина деревянной балки без монтажа дополнительных опор – 4500 мм (отличается для некоторых типов изделий);
• допустимая ширина пролета для межэтажных перекрытий – 5000 мм, для чердачного помещения – 6000 (если это неэксплуатируемый чердак);
• древесина должна выдерживать нагрузку более 200 кг/м² (включая собственный вес);
• допустимый прогиб составляет 1/250 длины для цокольных и межэтажных пролетов (1/200 для чердачных);
• такой материал обладает меньшей механической прочностью (по сравнению с металлом и железобетоном);
• относительно высокая пожароопасность (некоторым видам дерева требуется дополнительная антипиреновая обработка);
• необходима защита от воздействия грибков, плесени или насекомых-древоточцев (сибирской лиственнице антисептическая обработка не нужна);
• высокие требования к качеству сушки леса (под воздействием влажности, критических нагрузок и перепадов температуры происходит деформация сырой древесины);
• зыбкость – если балки имеют недостаточное сечение или монтаж перекрытия проводится с нарушением технологии, могут возникнуть колебания от переменных нагрузок.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое межэтажное перекрытие

Подобные межэтажные перекрытия в частном доме могут выполняться из дерева или металла. В основе каждого из решений специальные балки, которые монтируются с одинаковым шагом поверх стен или дополнительно установленного армопояса. Сверху на балки укладываются материалы для заполнения пустот (накат), в результате чего получается ровная горизонтальная конструкция.

В деревянных и каркасных домах чаще всего используются балки из дерева . Однако такой вариант имеет существенные ограничения по использованию. Например, допустимо устанавливать балки для пролетов шириной не более 5 м. Для чердачных конструкций ширина пролета может составлять до 6 м.

Плюс деревянных перекрытий в простоте монтажа и малом весе. Обычно на этапе строительства не требуется использование грузоподъемной техники и оборудования. Однако древесина нуждается в дополнительной обработке и защите, так как восприимчива к влаге и со временем может гнить.

По этой причине предпочтение нередко отдается балочным конструкциям из металлического профиля . В этом случае применяются швеллеры и двутавры. По способу монтажа и конструктивным особенностям такие перекрытия почти не отличаются от деревянных. Металлические изделия позволяют сделать ширину пролетов более 6 м. Кроме этого, они отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к огню, не подвержены грибку и гниению. Однако металл склонен к коррозии, поэтому требует дополнительной обработки. Кроме этого, не стоит забывать о низких теплоизоляционных свойствах материала.

Третья разновидность перекрытий — сборно-монолитная (СМП) . Такая основа считается наиболее современным вариантом конструкции. Она имеет небольшой вес, простая в монтаже и подходит для пролетов сложной формы. Кроме этого, в том случае, если мы утепляем такое межэтажное перекрытие в частном доме, не требуется использовать специальную технику. Суть методики сводится к укладке продольных балок с небольшим шагом. Свободное пространство заполняется при помощи блоков. В результате формируется несъемная опалубка. Минус такого решения только один – это длительный срок формирования.

Какие факторы влияют на выбор материала для межэтажного перекрытия

Полезно сопоставить деревянные и железобетонные перекрытия, поскольку именно эти два варианта оказываются основными «соперниками». Стальные балки используются явно реже и в основном в промышленном и специальном строительстве. Изделия из дерева отличаются сравнительно скромной массой. На 1 кв. м. дерева приходится 350-400 кг.

Железобетон, даже «облегченный», не может весить менее 700 кг на 1 кв. м.

Понижение массы строительной конструкции не только упрощает работу монтажников и позволяет облегчить транспортировку груза. Одновременно сокращается и стоимость производства работ. Да и возможность обойтись более «простым» фундаментом очень привлекательна. Если пролеты сравнительно невелики, а шаг выставления част, то можно выкладывать деревянные элементы без специальной грузоподъемной техники. Удается обойтись непосредственными силами самих участников строительства.

Важно подчеркнуть и большую скорость работы. Деревянные межэтажные перекрытия формируются в законченном виде всего за несколько смен. Сделать работу так же быстро при использовании железобетона заведомо не получится. Но важно понимать, что существуют и такие случаи, когда лучше плиты, чем древесина. Даже самое лучшее дерево слишком легко деформируется.

Легко заметить, как пол вибрирует, когда по нему ходят. Правда, это смущает не всех людей. Но из-за слишком легкого сдвига могут появиться трещины в слоях штукатурки, иногда раскрываются швы, отделяющие листы отделочных конструкций.

В большинстве случаев деревянные перекрытия используют как подложку под дощатый пол. Через несколько лет могут возникнуть неприятные посторонние звуки. Каменное перекрытие лишено этих недостатков. Кроме того, оно намного эффективнее гасит звуки. Можно бороться с проникновением посторонних шумов через древесину за счет дополнительной засыпки. Но при этом теряются такие преимущества, как легкость и быстрота постройки. Вдобавок утяжеление перекрытия не всегда помогает полноценно решить проблему.

Деревянные конструкции могут сгореть, по ним очень быстро распространяется огонь . Оба недостатка могут быть ослаблены, конечно, специальными пропитками. Но тогда нельзя уже вполне говорить о натуральности перекрытия, о его экологической чистоте. Пропитки придется повторять время от времени, так как они постепенно утрачивают свои свойства.

Специальная обработка существенно удорожает строительство и капитальный ремонт.

Дерево может пострадать от плесневых и других грибков, от древоточцев. Оно очень чувствительно к попаданию влаги, особенно смешанной с агрессивными веществами. Часто отмечают коробление древесины, появление трещин. Срок эксплуатации даже идеального деревянного перекрытия при самом тщательном уходе не превышает 50 лет. И наконец, железобетон однозначно выигрывает в местах, где велика опасность разрушительного землетрясения.

Какие виды дерева используются для изготовления межэтажных перекрытий

Если нужно повысить длину или прочность цельных балок, то их скрепляют между собой и обычно это делается вручную при монтаже перекрытий. Клееный брус изначально состоит из нескольких еще на предприятии склеенных между собой брусков. Толщина клееного бруса задаётся количеством слоёв склеиваемого под прессом материала. Таким способом древесине придаются дополнительные прочностные качества, балка из клеенного бруса может быть длиной до 12 метров.

Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься - оправдывает ли цель средства. Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.

Клееный брус Источник en.inwood.com.ua

Древесина для изготовления балок перекрытия

Для несущих балок перекрытий небольших домов и строений используется в подавляющем большинстве случаев древесина хвойных деревьев.

Но категорически отвергать использование местных пород древесины не стоит. Издавна в степных районах, где хвойных деревьев нет, применяются дуб, акация, клён. Главным требованием к ним является влажность с оптимальными показателями 12–14 %.

В чердачных перекрытиях, где всегда по определению должно быть сухо и обеспечена циркуляция воздуха, балки из древесины местных пород с годами становятся лишь прочнее, по рабочим характеристикам не уступая металлическим балкам.

Брус из хвойных пород древесины Источник stroyassortiment.ru

Кровельные материалы для крыши: 5 главных факторов выбора, виды и цены покрытий

О качестве и прочности деревянных балок перекрытия

Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.

Какие технологии используются для изготовления межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Перекрытия по деревянным балкам рекомендуется применять:

• в зданиях, построенных из древесины (каркасных и рубленых);
• в дачных домах, рассчитанных на летнюю эксплуатацию;
• в хозяйственных постройках (сараях, банях, мастерских);
• в быстровозводимых домах сборно-разборного типа.

Кроме перечисленных вариантов, деревянные конструкции для межэтажных перекрытий можно использовать в коттеджах, предназначенных для круглогодичного проживания. Только в этом случае нужно использовать двухрядную систему установки балок, о которой мы рассказали выше.

Подбирать сечение бруса по принципу «чем толще, тем лучше», мы не советуем. Есть простая методика расчета, взятая из строительных нормативов.

Согласно ей, высота деревянной балки должна быть не меньше 1/25 размера перекрываемого пролета . Например, при 4-х метровом расстоянии между стенами нужно купить пиловочник с высотой сечения (Н) не менее, чем 400/25 = 16 см при толщине (S) 12 см. Для создания запаса прочности найденные параметры можно увеличить на 2-3 см.

Второй параметр, который нужно правильно выбрать — количество балок. Он зависит от их шага (расстояния между центральными осями). Зная сечение бруса и размер пролета, шаг определяют из таблицы.

Таблица. Выбор шага балок

Указанная в таблице расчетная нагрузка 350-400 кг/м2 является максимальной для второго этажа. Если он не будет жилым, то ее величина не превысит 250 кг/м2.

Планируя раскладку брусьев, нужно учесть, что два крайних должны отступать от торцевых стен не менее, чем на 5 см. Остальные балки распределяют по стенам равномерно (в соответствии с выбранным шагом).

Какие преимущества имеет межэтажное перекрытие по деревянным балкам

Принцип устройства перекрытия: 1 – балки; 2 – черепной брус; 3 – накат из досок; 4 – утепление и звукоизоляция; 5 – гидроизоляция; 6 – пол; 7 – зазор для воздухообмена; 8 – плинтус

Если конструкция деревянного перекрытия второго этажа будет разделять помещения с разницей по температуре более 10⁰ (Цельсий, Кельвин, Реомюр), то в таком случае вам придётся обязательно устанавливать теплоизоляцию – наиболее ярко это отражается в обустройстве чердака и пола в парилке, где без этого просто не обойтись.
Кроме того, балки из любого материала должны иметь достаточную прочность, чтобы выдержать нагрузку не только от собственной массы, но также вес всей строительной конструкции, мебели, различного оборудования и людей, а кроме того, иметь запас прочности. Так, минимальные расчетные данные предельной нагрузки для межэтажного и цокольного перекрытия должны составлять от 210 кг/м2, а для чердака от 105 кг/м2.

Деревянные балки будут прогибаться

Кроме того, для деревянных балок существуют предельные значения для прогиба, где между этажами или на цоколе оно составляет не более 1/250, то есть 4 мм на один погонный метр, так, для 4-метровой балки в центре это значение будет составлять 4/250=0,016м=16 мм. В тех случаях, когда на полу предусмотрена укладка керамической плитки, то это значение уменьшается до 1/400 — 2,5 мм на погонный метр, а для чердаков оно, наоборот, увеличивается – 1/200 или 5 мм на погонный метр.
Также очень важно уделять внимание звукоизоляции – порог мощности проникновения шума не должен превышать 40-50дцБ для жилых помещений (материалом для этого обычно служит утеплитель и чаще всего, это минеральная вата). Но звук не должен проникать не только из другого помещения – сюда также относятся трубы канализации и водоснабжения.
Когда производится расчет деревянного перекрытия между этажами, то учитывается также и длина деревянных балок, где для всех помещений она не должна превышать 5м, а для чердаков – 6м. В тех случаях, когда площадь комнаты получается больше, то под балками устанавливаются дополнительные опоры.