Основные требования к сращиванию балок перекрытия

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 укрепить деревянное перекрытие?

Данные конструкции подлежат ремонту только в том случае, если произошли некоторые повреждения или разрушения балок. Усиление происходит за счет увеличения количества сечения самих балок. Когда помещение изменяет свою направленность или повышается нагрузка на перекрытия, строители прибегают к тому, что устанавливают более крупные и надежные балки. Чтобы усилить деревянное перекрытие, рабочему понадобятся следующие материалы и инструменты:

Схема монтажа балок перекрытия.

  1. Гвозди.
  2. Клей для работы с древесным материалом.
  3. Молоток.
  4. Антисептическое средство.
  5. Дополнительные гвозди или брусья.
  6. Рубероид для осуществления изоляции дерева.

Работы по усилению сопровождаются установкой досок и брусьев, которые обладают соответствующими параметрами толщины. Доски, которые будут применены, должны обладать не менее 38 мм, но при этом толщину и сечение досок и брусьев должен устанавливать конструктор. Если нагрузка на перекрытие увеличивается, то следует повысить способность несущих балок посредством соединения накладок на всю их длину.

В основном специальные накладки насаживаются на конец балки. Это происходит потому, что в этом месте существует неправильное опирание о стену. Начинает постоянно появляться конденсат, который способствует гниению и потери прочности древесного материала. Контакт со стеной теряется. Чтобы не допустить это, следует обрабатывать концы антисептическим раствором и обклеивать рубероидом.

Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Иногда в частном домостроении применяется такой вариант перекрытий – монолитное железобетонное, опирающееся на металлические балки (спаренные швеллеры, двутавры, труба квадратная и т.д.). Плюсами такого перекрытия является то, что за счет довольно часто расположенных балок (от 1 м до 2,5 м в среднем) само перекрытие можно сделать довольно тонким (но не менее 50 мм). Армируется такое перекрытие в один слой, что тоже дает немалую экономию.

Основным минусом является то, что по требованиям пожарной безопасности металлические конструкции нужно покрывать специальным огнезащитным составом, а это недешевое удовольствие.

В данной статье мы рассмотрим два вопроса: как выполнить железобетонное перекрытие и как подобрать металлические балки.

С чего следует начать? С анализа перекрытия в плане. Допустим, у нас перекрытие размером 4х8 м. Рациональней расположить балки вдоль короткой стороны плиты, т.е. длина балок будет 4 метра (не считая глубины опирания на стены). Чем короче балка, тем меньше металла мы на нее потратим, и тем реже эти балки можно расставить. Конечно, это не жесткое правило, а просто рациональный совет.

Далее необходимо собрать нагрузки на 1 м 2 перекрытия. Как собирать нагрузки, подробно изложено в статье «Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома». При этом учитывается:

– временная нагрузка на перекрытие,

– нагрузка от веса перегородок (желательно балки располагать под перегородками, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на облегченное перекрытие),

– нагрузка от веса полов,

– собственный вес перекрытия.

Затем нужно задаться шагом металлических балок. Здесь на первый план выходит монолитное перекрытие. Если сделать шаг балок слишком частым, мы рискуем вызвать перерасход как металла, так и железобетона. Если расстояние между балками, наоборот, слишком большое, это вызовет увеличение арматуры в плите, увеличение толщины этой плиты (при этом значительно возрастет нагрузка на балки), а значит увеличится и сечение балок. Поэтому всегда перед началом расчета нужно анализировать и подбирать оптимальное расстояние между балками перекрытия. Изложенные ниже расчеты применимы при условиях: между всеми балками должно быть одинаковое расстояние; должно выполняться условие L 1/ L 2 > 2, где L 1 – длина балки, L 2 – расстояние между соседними балками.

В принципе, есть несколько путей расчета перекрытия такого типа.

Первый путь (более трудоемкий, особенно без достаточного опыта, но иногда необходимый). Можно задаться профилем металлических балок (допустим, у вас уже есть в наличии металл конкретного профиля); затем, задавшись толщиной перекрытия и шагом балок, можно собрать нагрузки и выполнить расчет балки. При этом, выполняя расчет, вы за несколько подходов можете определить максимально допустимое расстояние между балками, при котором выполняются условия прочности и деформативности. После этого можно перейти к расчету перекрытия и определить его толщину и армирование. Если все прошло – хорошо. Если толщина оказалась большей, чем вы задавали, расчет нужно будет повторить с начала – пока не сойдутся все части задачи.

Второй путь. Расчет начинается с железобетонного перекрытия. Задаемся шагом балок и толщиной плиты, собираем нагрузки и выполняем расчет плиты. При необходимости, корректируем шаг балок и толщину плиты до наиболее экономичных результатов. Собираем нагрузку на балку с получившегося пролета и подбираем сечение балок.

Читайте также:  Вертикальная опалубка – незаменима при строительстве

Второй путь мы рассмотрим на примере.

Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Расчет ведется для условно выделенной полосы плиты шириной 1 м.

Необходимо перекрыть помещение размером в плане 6х10 м. Над перекрытием будут жилые комнаты – временная нагрузка 150 кг/м 2 . Материалы плиты: бетон класса В15, расчетное сопротивление бетона Rb = 7,7 МПа, арматура горячекатаная периодического профиля класса А400С, расчетное сопротивление арматур ы Rs = 365 МПа.

Минимальная толщина перекрытия должна быть больше, чем L /35, где L – расстояние между балками.

Задаемся шагом балок – 2,5 м, направление балок – вдоль короткой стороны помещения, толщина ж.б. перекрытия – 80 мм (что больше, чем 2,5/35 = 0,071 м = 71 мм), расстояние от нижней грани плиты до рабочей арматуры – 35 мм.

Использование досок и цельного бруса

В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.

Использование досок и цельного бруса

По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов. Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.

Использование досок и цельного бруса

Чердачное перекрытие при холодном чердаке

Чердачное помещение может быть тёплым или холодным.

В холодном чердаке крыша не утепляется, и отопление не предусматривается. Чтобы холодный воздух из такого чердака не проникал в помещение под чердаком, чердачное перекрытие утепляют.

Однако из жилого тёплого подчердачного помещения в большей или меньшей степени тёплый воздух всё равно диффузирует (приникает) в чердак, неся с собой водяной пар. Пар поднимается выше и, сталкиваясь с холодной внутренней поверхностью крыши, превращается в конденсат. Иногда капли конденсируемой влаги настолько обильны, что, собираясь в ручейки, текут по стенам. Появляется сырость, плесень, грибок и прочие явления, ухудшающие не только влажностный и санитарный режим дома, но и разрушающие конструкции стен и крыши. Ясно, что это недопустимо.

Меры борьбы с появлением конденсата различны. Для начала нужно уменьшить, а по возможности отсечь поступление пара в объём чердака. Это делается с помощью пароизоляционных материалов, укладываемых со стороны подчердачного тёплого помещения, т. е. под утеплителем. Чердак, не используемый как жилое помещение, не требует полной звукоизоляции и высококачественной отделки пола, поэтому некоторые элементы чердачного перекрытия могут быть в него не заложены. Как решает этот вопрос одна из крупных проектных московских фирм показано на рисунке.

При желании сделать чердачное перекрытие таким же, как и междуэтажное, нужно настелить под утеплителем не любой рулонный материал (вспомним, что в обычном междуэтажном перекрытии он играл роль барьера от осыпи звукоизолирующего материала), а именно пароизоляционный.

Если пар всё-таки проникает через неплотности конструкции или иные пути, что чаще всего и происходит, то принимаются конструктивные меры: например, устраиваются продухи для проветривания крыши, о чём будет рассказано в разделе «Крыши».

При тёплом чердаке в конструкцию крыши закладывается утеплитель (подробнее об этом говорится в разделе «Крыши»), а чердачное перекрытие не утепляют.

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.

Этапы изготовления межэтажного перекрытия

После того как расчеты выполнены, материал закуплен, можно переходить непосредственно к монтажу деревянного перекрытия. Процесс его изготовления – дело не очень сложное, но, чтобы облегчить работу, желательно делать все с помощником, особенно это актуально при изготовлении перекрытий большой ширины.

Монтаж балок

Оптимальным вариантом для жилого дома с полноценным вторым этажом можно считать установку балок в пазы. Проделать пазы можно как на этапе строительства, что гораздо проще, так и после возведения здания. Работу начинают с крайних балок, которые будут расположены в непосредственной близости от боковых стен.

Читайте также:  Разновидности и правила монтажа плит перекрытия на кирпичную стену

Из бруса вырезают заготовку нужной длины, концы подрезают дисковой пилой или ручной ножовкой под углом примерно в 60 градусов. Особая точность не нужна, важно создать древесине условия для дыхания.

Обратите внимание! Часть бруса, которая будет скрыта в стене, пропитывается битумной мастикой (за исключением торца) и обматывается рубероидом.

Балку вводят в паз, под нее подкладывают дощечку толщиной 20–30 мм. С помощью уровня контролируют правильность установки, балка должна лежать строго горизонтально. Первую и каждую пятую балку дополнительно фиксируют с помощью анкерных болтов или стальных накладок.

Данную процедуру повторяют с другой крайней балкой. Чтобы контролировать плоскость, между крайними балками временно укладывают доску, поверх нее – обычный строительный уровень. Благодаря этой простой конструкции легко подобрать толщину подкладки к каждому последующему брусу.

Черепной брусок

Черепной брусок – рейки с сечением примерно 50 х 50 мм, которые крепят с обеих сторон балки. Его задача удерживать накат, используемый в качестве чернового потолка. Использовать брусок целесообразно только в том случае, когда монтаж потолка ведется сверху.

Рейки вырезают по длине балки, фиксируют с помощью саморезов. На них крепят накат. Подобный способ отличается простотой и не требует чрезмерных физических усилий, нет необходимости держать детали чернового потолка на весу, но он существенно уменьшает пространство внутри перекрытия, которое можно использовать для укладки утеплителя и звукоизоляции.

Если перекрытие монтируется снизу, технологию работы можно существенно упростить, обойтись без черепного бруска, тогда накат будет крепиться с помощью саморезов непосредственно к балкам.

Создание чернового потолка

В большинстве случаев для создания основы потолка удобно использовать листовой материал на древесной основе. Его просто крепить, он прочный. Для работы достаточно вооружиться шуруповертом и саморезами.

При использовании черепного бруска материал режут на полосы, шириной равные пролету, укладывают, фиксируя саморезами. Если черепной брусок не устанавливается, можно использовать материал произвольного размера, единственное условие – надо следить за тем, чтобы соседние плиты сходились на балке.

Теплоизоляция и пароизоляция

Даже если создается перекрытие между жилыми этажами, внутри стоит проложить теплоизоляционный материал, лучше всего минеральную вату. Она полностью заполнит пространство, сбережет тепло и станет хорошей защитой от шума.

Под утеплитель, особенно если на нижнем этаже расположена кухня, ванная или другое помещение с высокой влажностью, нужно уложить слой пароизоляции. Она убережет перекрытие от попадания пара, защитит дерево от влаги, которая будет конденсироваться внутри. Листы укладывают внахлест, стыки дополнительно фиксируют строительным скотчем.

Гидроизоляция

Поверх готового изоляционного пирога укладывают пленку гидроизоляции. Ее задача – преградить путь влаге сверху, не дать ей просочиться к уплотнителю. Края пленки должны заходить друг на друга не менее чем на 10 см с каждой стороны. Дополнительную защиту от возможных протеканий, как в случае с пароизоляцией, обеспечит строительный скотч.

Черновой пол следующего этажа

Для создания основы под напольное покрытие могут быть использованы доска, многослойная фанера, листы ОСП, ДСП достаточной толщины. Под выбранный материал подбирают крепеж, для плит это саморезы, для досок подойдут гвозди. Работая с листовым материалом, как и при создании чернового потолка, нужно следить за тем, чтобы плиты стыковались только на балках.

Финишная обшивка пола и потолка

Собственно, работа почти закончена, остается только обшивка. Тут методика зависит исключительно от выбранного материала. Пол верхнего этажа можно покрыть бюджетным линолеумом, элитным паркетом или выбрать золотую середину – ламинат. Материалом для потолка может послужить гипсокартон с последующей покраской, потолочные панели из пластика, вагонка.

Перекрытие из дерева – это лучший выбор для загородного дома. Его легко монтировать, оно отличается прочностью и долговечностью. Это именно то перекрытие, которое можно сделать своими руками. Оно долго прослужит, не требует особого ухода, а благодаря исключительно природным материалам это отличное решение для детской комнаты, ее можно сделать как на верхнем этаже, так и на нижнем.

Монтируем перекрытие монолитное по металлическим балкам

Застройщиков привлекает цельная конструкция, изготовленная из бетона, усиленного арматурной решеткой.

После установки металлических балок, сооружения опалубки и обеспечения ее устойчивости производите работы по формированию монолитной плиты из железобетона по следующему алгоритму:

  1. Проверьте отсутствие щелей в деревянной опалубке и, если необходимо, загерметизируйте их.
  2. Соберите арматурный каркас, применяя металлические прутки с размером сечения 10–12 мм.
  3. Уложите каркас в опалубку, обеспечив постоянный интервал до поверхности будущей бетонной плиты 4–5 см.
  4. Залейте бетонную смесь в опалубку и тщательно уплотните бетонный массив с помощью вибратора.
  5. Не подвергайте твердеющий раствор нагрузкам на протяжении 4 недель и затем демонтируйте опалубку.

Обратите внимание на размер опорной поверхности по периметру плиты, который должен составлять более 150 мм.

Укладка балок перекрытий в стену

Укладка балок перекрытий в стену не менее важный процесс, чем расчет самих конструкций и от того насколько все будет сделано правильно зависит не только целостность всего дома, но порой и жизнь его обитателей.

Причем это касается как деревянных балок перекрытия, так и металлических: и те, и другие подвержены в местах стыковок выпадению конденсата, образования плесени и грибков (для деревянных балок), усиленной коррозии в торцах балок из металла.

Читайте также:  Гидроизоляция монолитной фундаментной плиты самостоятельно

Все это способствует ослаблению материала и может привести к его разрушению, повлекшее за собой обвал межэтажного перекрытия дома. Поэтому все действия по защите торцов балок перекрытий, включая и балки (лаги) при устройстве пола, сводятся к тому чтобы защитить эти части от конденсата и пагубного влияния жучков-паразитов (для деревянных балок).

Укладка деревянных балок перекрытий в стену

В большинстве случаев деревянные балки заводятся в стену в специально подготовленные для этого гнезда, которые сооружаются в процессе кладки. Размер опорных участков балок должен быть не менее 150 мм. Концы, опирающиеся на стены, срезаются по углом в 60º, обжигаются, обрабатываются антисептиком и оборачиваются в два слоя рубероидом.

Крепление деревянных балок перекрытия к стене

Однако, торцы балок оставляют обязательно оставляют открытыми для того чтобы они постоянно обтекались потоками воздуха, предотвращая таким образом образования конденсата на поверхности торцов.

Кроме того, концы балок должны находиться в гнездах чтобы со всех сторон между стеной и балкой оставалось свободное пространство в 40–50 мм, которое по окончанию монтажа заполняется утеплителем, например, минеральной ватой.

Диффузия водяного пара в деревянной балке

В домах из сруба или оцилиндрованного бревна концы балок заводят в гнезда на размер не менее 70 см для чего в стенах вырезаются специальные пазы. Во избежание скрипов в места укладки балок перекрытий в стену закладывается гидроизоляционный материал.

Следует отметить, что в случае подрубки концов балок допускается уменьшение размера на одну четвертую высоты балки, иначе под нагрузкой в этом месте могут образоваться трещины что существенно ослабит прочность перекрытия.

В случае с каркасными домами концы балок крепятся к брусу обвязки с помощью гвоздей или металлических скоб.

Укладка металлических балок перекрытий в стену

В отличие от деревянных балок концы металлических балок перед заделкой их в стену покрывают горячим битумом или суриком после чего их (концы) оборачивают минеральной ватой или войлоком, защитив их таким образом от промерзания.

При возведении стен из керамического кирпича, дойдя до уровня балок, определяют места и укладывают опорные подушки, установку которых проверяют по уровню или нивелиру.

Концы металлических балок после укладки крепят металлическими анкерами Т-образной формы.

Опирание металлических балок

В качестве опорных подушек используют листовой металл толщиной около 20 мм или крупный уголок величиной 160 х 160 х 12. Не исключено применение опорных подушек сверху и снизу конца металлической балки. В принципе конструкций опорных подушек может быть много, но предназначение во всех одинаковое: уложить и надежно закрепить металлическую балку (балки) перекрытий в стену.

Способы усиления деревянной балки перекрытия

Если выяснилось, что несущий элемент требует ремонта, есть несколько методов, которые помогут восстановить способность балки к выдерживанию нагрузок.

  1. Наращивание площади сечения. Один из самых эффективных методов. С двух сторон деревянной доски или бруса, поврежденных по тем или иным причинам, устанавливают накладки с толщиной не менее 50 мм. Усиливающие детали могут монтироваться как по всей длине, так и на поврежденном участке. Перед проведением работ следует поднять балку домкратом, чтобы полностью убрать существующий прогиб. Монтаж проводится с помощью винтов или шпилек, проникающих сквозь первоначальный несущий элемент и скрепляющих обе накладки между собой.
  2. Металлические накладки. Вариация на тему предыдущего метода, только в качестве усилителей выступает не деревянная доска, а швеллер либо металлическая полоса.
  3. Прутковый протез. Этот метод чаще всего применяют для восстановления несущей способности торцевых частей балок. В качестве материала используют металлическую арматуру. Работы проводятся после установки опоры под поврежденную балку и разборки перекрытия. Восстановленный несущий элемент имеет меньшую способность сопротивляться нагрузкам, чем новый, это следует учитывать в период эксплуатации.
  4. Армирование углеволоконными элементами. Современный инновационный метод усиления и укрепления балок перекрытия. Подходит даже в том случае, если нарастить размеры конструкции невозможно. Углепластиковые элементы имеют малый вес и значительную несущую способность. Для ремонта балок используют различные типы углеволоконных материалов – пластины, листы, пруток. Монтаж проводят с применением специального эпоксидного клея, после застывания полученный конструктивный элемент по прочности не уступает стали.

Вне зависимости от выбранного способа реставрации несущей конструкции, необходимо выполнить требования безопасности во время проведения работ. Следует установить опорные поддерживающие стойки или леса во избежание обрушения во время ремонта.

Что делать, если усиление балок перекрытия невозможно?

Случается и так, что усилить балки – сложно осуществимый процесс или даже совершенно невозможный. При этом заменять перекрытие на данный момент не планируется.

В этом случае есть два варианта исправить ситуацию:

  • установка опор под имеющиеся элементы, не выдерживающие нагрузки;
  • установить балки-дублеры в промежутках между старыми.

Стойки-опоры установить проще, но они уменьшают полезную площадь помещения, создают помехи при эксплуатации. Кроме того, они уменьшают визуальную привлекательность интерьера, поэтому потребуются дополнительные затраты времени и средств на декорирование стоек. Дублирующие балки устанавливаются по тому же принципу, что и имеющиеся – врезаются в предварительно вырезанные гнезда несущей стены. Технически этот вариант более сложен, чем установка деревянных опор, но лишен тех недостатков, которые свойственны первому способу.