Какую древесину лучше выбрать для деревянных перекрытий и как правильно уложить балки?
- Какую древесину лучше выбрать для деревянных перекрытий и как правильно уложить балки?
- Балка из двух досок. Перекрытие из дерева
- Перекрытие из досок. Технические требования
- Балки перекрытия из досок. Расчет длины балок перекрытия.
- Виды балок перекрытия. Безбалочные перекрытия
- Балка из досок. Подготовьте нижнюю часть балки
Какую древесину лучше выбрать для деревянных перекрытий и как правильно уложить балки?
©фото Валдаса Рачилы
Применительно к нашей теме эти слова звучали бы так: ни пола, ни потолка. И действительно, ни того ни другого не было бы у помещений без перекрытий. Но главное, что этот конструктивный элемент связывает между собой ограждающие стены здания и в немалой степени отвечает за его надежность
Одна из разновидностей перекрытий — деревянные балочные (бывают еще монолитные, сборные, кессонные и др.). Их сооружают как в брусовых, бревенчатых и каркасных домах, так и в возведенных из кирпича или бетонных блоков. Для начала разберемся, какими характеристиками должны обладать перекрытия.
На первом месте, разумеется, стоит прочность, ведь помимо собственного веса перекрытия несут на себе нагрузки от предметов обстановки и находящихся в помещении людей. В соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85, они должны быть рассчитаны на равномерно распределенную нагрузку не менее 150 кгс/м² (при проектировании ее значение для междуэтажных перекрытий обычно несколько завышают, а для чердачных, наоборот, занижают). Если планируется установить в помещении, например, котел, бильярдный стол или рояль, то при инженерных расчетах обязательно учитывают оказываемые ими сосредоточенные нагрузки.
Вторая важная характеристика — жесткость, то есть устойчивость к прогибу под воздействием нагрузок: не более 1/200 или 1/250 пролета для чердачных и междуэтажных перекрытий соответственно. Кроме того, конструкция должна быть стабильной и «не реагировать» на хождение людей, перестановку мебели и т. п.
Возлагаются на перекрытия и такие задачи, как защита от передачи воздушного и ударного шума из одной комнаты в другую; предотвращение утечки тепла из обогреваемого помещения в холодное (чердак, подвал) при разнице температур в них ≤10°С; а также создание препятствия для распространения в здании огня.
Плюсы и минусы деревянных перекрытий
Несомненные плюсы таких конструкций — легкость, быстрота сооружения и сравнительно невысокая стоимость. Ну а минусы типичны для древесины. Во-первых, балки чувствительны к изменениям температурно-влажностного режима, что чревато их деформацией. Во-вторых, дерево подвержено различным биопоражениям (гниль, грибок и пр.). По этой причине для изготовления балок следует использовать хорошо высушенный материал с влажностью не более 8–12%, в обязательном порядке обработанный специальными, что позволит существенно продлить срок службы конструкций. Кроме того, действенной мерой по предотвращению преждевременной порчи древесины является поддержание в доме постоянного уровня температуры и влажности.
Нередко деревянные перекрытия проявляют нестабильность, заметно прогибаясь под нагрузками. Причиной этого, даже при использовании балок расчетной жесткости, является либо их неправильное расположение — не по ширине, а по длине проема, либо простое опирание на венец сруба вместо установки в выбранный в бревне паз
Еще один минус деревянных перекрытий заключается в их повышенной пожароопасности. Вследствие этого балки должны быть пропитаны огнезащитными составами, а по периметру проходящих сквозь перекрытия дымовых труб — устроены изоляционные короба, заполненные негорючей каменной ватой высокой плотности.
Обычная древесина или клееная?
Используя для изготовления балок натуральную древесину естественной влажности (как правило, это изделия из сосны толщиной 50–80 мм и высотой 200–300 мм), необходимо учитывать следующие моменты. Первый: не прошедший принудительную сушку материал будет менять свои геометрические размеры в зависимости от внешних условий. Второй: не исключено, что он имеет, что может отразиться на несущей способности конструкции. Третий: чтобы исключить боковые деформации, широкие балки придется снабжать распорками. И наконец, четвертый: перекрыть такими балками можно не более чем 6-метровый пролет, да и то с маленьким шагом.
Балки из клееной древесины, сырье для которой проходит тщательную сортировку и камерную сушку, имеют стандартные размеры от 140 × 50 до 200 × 200 мм и при равном сечении являются значительно прочнее обычных. Ими можно перекрывать пролеты длиной до 12 м. Кроме того, для укладки перекрытий в помещениях сложной геометрии, где потолочная конструкция играет к тому же еще и декоративную роль, выпускаются гнутоклееные балки.
Стоит отметить, что в последнее время вместо балок из цельной и клееной древесины отечественные застройщики все чаще стали использовать, OSB-плит, металлодеревянные и др.
Укладка балок
Сечение, а следовательно, и шаг установки балок — это расчетные величины, зависящие от длины пролета, проектных нагрузок, а также размера плит утеплителя, который укладывают в промежутки между балками.
Если согласно проекту балки должны быть расположены параллельно длинной стене, чтобы, например, стать элементом дизайна интерьера, то их сечение определяется особо. В этом случае обычно используют изделия изс металлическим армированием, предусматривают опорные колонны, усиливают конструкцию поперечными балками и др.
Узел соединения балки с венцом брусового или бревенчатого дома выполняют разными способами. Один из них — укладка балки в выбранный на 70 мм паз через промежуточный изоляционный слой (чтобы в результате трения не появлялся скрип). При подрубке конца балки — например, для замка «ласточкин хвост» и т. п. — ее сечение может быть уменьшено только на четверть (СНиП II-25-80), иначе возникает риск появления в ней продольных трещин и, как следствие, снижения несущей способности.
Коробка дома, сложенного из бруса или бревна, осаживается практически равномерно по всем стенам, а следовательно, перекоса перекрытий можно не опасаться
Также соединение выполняют с применением опорных элементов из оцинкованной стали — уголков, кронштейнов, Т-образных пластин и др., которые фиксируют к стене металлическими саморезами или шурупами-глухарями большого сечения, а к ним теми же саморезами крепят балку. Опоры могут быть скрытыми или оставаться на виду, если потолочная конструкция выступает в качестве интерьерной детали. При этом следует учитывать, что специалисты рекомендуют использовать такое соединение балок только с внутренними стенами, поскольку на ограждающей стене опорные элементы могут попасть в точку росы, что приведет к выпадению конденсата и появлению темных пятен на древесине.
Для устройства деревянных перекрытий в блочных и кирпичных домах в процессе кладки стен в них предусматривают специальные гнезда глубиной не менее 150 мм, куда вставляют балки. Предварительно их концы срезают под острым углом, чтобы древесина не насыщалась влагой, обрабатывают биозащитными препаратами и гидроизолируют двумя слоями рубероида или пергамина. Торец при этом должен оставаться открытым, чтобы ничто не мешало движению водяного пара. Углубление выстилают гидроизоляционным материалом, помещают внутрь утеплитель, кладут деревянную прокладку (также обработанную антисептиком) и вставляют туда балку, фиксируя ее анкерами. Обратите внимание: СНиПы запрещают глухую (закрытую) заделку деревянных конструкций в каменные стены, поэтому по краю гнезда необходимо предусмотреть воздушный зазор.
Как быть, если балка одним своим концом опирается на деревянную стену, а другим – на каменную? Ведь первая будет давать осадку, а вторая нет. Как в этом случае поведет себя перекрытие?
Чтобы не допустить его перекоса, практикуют следующее решение. Вдоль каменной стены ставят столбы (деревянные, бетонные и пр.), закрепляют на них винтовые домкраты, поверх кладут опорный брус, а на него – концы балок. Таким образом, подкручивая винты, можно выравнивать перекрытие, «подстраиваясь» под осадку деревянной стены. Сечение и шаг столбов – величины расчетные.
Что касается эстетической стороны вопроса, то столбы можно оставить на виду, вписав их в стилистику интерьера, а можно спрятать за обшивкой, только при этом нужно не забыть устроить в ней окошки для регулировки домкратов.
Конструкция перекрытия
Самый распространенный вариант «пирога» деревянного перекрытия выглядит так. Прежде всего, между балками должен быть уложен утеплитель, решающий также задачу по звукоизоляции помещений. Как правило, это 50-миллиметровые плиты из каменного волокна, общая толщина слоя которых для междуэтажных перекрытий, согласно расчету, может достигать 150 мм.
Если балки перекрытия в декоративных целях частично выступают за плоскость потолка, то их оставшейся высоты может не хватать для укладки полноценного слоя теплоизоляции. В этом случае специалисты советуют «нарастить» балки деревянными брусками и уже в этот каркас класть утеплитель нужной толщины.
Практически непреодолимой преградой для распространения ударного и воздушного шума будет являться перекрытие, состоящее из двух не зависимых друг от друга контуров балок (они могут быть и разнонаправленными), заполненных эффективной изоляцией
Для защиты от увлажнения водяным паром утеплитель снизу покрывают пароизоляционной пленкой. Ее настилают так, чтобы она или огибала балки, или прилегала только к их нижней поверхности, формируя из нее сплошной, неразрывный слой с помощью перехлестной стыковки полотен и проклейки швов специальными лентами. Действуя по тому же принципу, сверху утеплитель защищают слоем гидроизоляции.
Со стороны нижерасположенного помещения по балкам выполняют, например, обшивку вагонкой либо сооружают каркасную подоснову для того или иного вида потолочной отделки, а сверху — делают обрешетку (или кладут лаги) для настила чернового и чистового пола.
Балка из двух досок. Перекрытие из дерева
Перекрытие — это ограждающая конструкция между этажами. Железобетонное перекрытие хорошо всем известно, достаточно поднять голову и посмотреть на потолок наших квартир. Удешевить стоимость железобетонного перекрытия в условиях самодеятельного строительства не удастся. В данной главе будем рассматривать перекрытие из дерева.
Перекрытие выполняется по несущим деревянных балкам. Ширина и высота несущих балок зависит от длины перекрываемого пролета, расстояния между балками и толщины досок пола. Для стандартного пролета в 6 м применяют балки 10×15(h) см с шагом 1 м. Обычно балки устанавливают двумя способами: с заделкой или врубкой концов в стены и на кирпичных столбиках.
Для примера рассмотрим устройство перекрытия в кирпичном доме. Брус 10×15 см устанавливаем одновременно с кирпичной кладкой стен с шагом 1 м при толщине досок пола 50 мм, шагом 0,8 м при толщине 40 мм, шагом 0,5 м при толщине 25 мм. Для придания большей жесткости брус ставится на ребро, то есть 15 см — это высота балки. Балки перекрытия устанавливают по одному уровню по площади всего дома.
При правильно выполненной рекомендации по устройству цоколя это нетрудно сделать. Нужно разложить балки по гидроизоляции цоколя. Положить на них сверху длинную ровную доску и проверить уровнем ее горизонтальность. При необходимости концы балок приподнимают до достижения ими горизонтальности. Под концы балок подкладывают раствор или кирпич в зависимости от высоты подъема балки. Деревянные щепки не подкладывают, они быстро сгнивают.
Концы балок должны быть обернуты рубероидом или толем с пяти сторон, а сама балка обработана антисептиком (битумом, смолой или просто окрашена). После окончательной выверки горизонтальности балок и шага между ними кладут кирпичную стену, концы балок закладываются. Для устойчивости будущего пола под балки выкладывают 2—3 кирпичных столбика. Их устройство понятно из рисунка 1.
Рис. 1. Устройство подбалочных столбиков из кирпича: 1 — гидроизоляция; 2 — кирпичный столбик 250×250 мм; 3 — деревянный брусок; 4 — балка 150×100 мм; 5 — доски пола; 6 — обшивка из теса
Количество столбиков зависит от пролета балки, расстояние между ними не должно превышать 2 м. По низу балок делают подшивку из теса толщиной 25 мм. На подшивку настилают слой пароизоляции из пергамина, причем каждая последующая полоса должна перекрывать предыдущую на 10—12 см. Пароизоляция должна предотвратить прохождение паров из нижнего помещения и помешать насыщению утеплителя водой. Иначе утеплитель насытится парами и зимой превратится в лед, а лед, как известно, не греет.
На пароизоляцию укладывают утеплитель. Утеплитель может быть любой: шлак, опилки, пенопласт, соломенная резка, сухая листва и др. Не допускается в перекрытии использовать минеральную вату, при ходьбе по перекрытию из нее выделяется вредная для здоровья пыль. Не рекомендую засыпать утеплитель в чистом виде, лучше смешать его с цементом и залить в жидком виде. Качество утеплителя по теплопроводности снизится, но это защитит в какой-то мере от грызунов.
Толщина утеплителя выбирается по теплорасчету, в зависимости от вида утеплителя. Марку утеплителя выбирают самую низкую, например, опилкобетон М5. Заливайте утеплитель поверх балки — не ошибетесь. Сверху по балкам настилают чистые полы. В перекрытие между 1-м и 2-м этажами утеплитель можно не класть. В качестве столбиков здесь выступят перегородки, если же перегородок нет, делают чаще шаг балок.
Рис. 2. Дешевое перекрытие на балках, сколоченных из досок: 1 — подшивка; 2 — пароизоляция; 3 — утеплитель; 4 — пол; 5 — сшивная балка; 6 — брусок по всей длине балки 50×50 мм (40×40); 7 — войлок (пакля), смоченный в растворе
Как уменьшить стоимость перекрытия? Балки совершенно необязательно ставить из бруса. Их вполне можно заменить балками, сколоченными из досок. Такие балки сколачивают из двух досок толщиной 3—4 см, но не друг к другу, а с зазором. В середину балок вставляют коротыши, по 3—4 шт. на балку. Коротыши отпиливают от досок такой же толщины или испбльзуют деревянные отходы. По несущей способности такие балки не уступают сплошным. В результате того, что доски раздвинуты, у таких балок момент сопротивления такой же, как и у сплошных.
Подшивку внизу балок тоже не обязательно делать из хорошего теса, вполне можно обойтись горбылем и отходами пиломатериалов (например, после разборки лесов и опалубок). Настилив подшивку, как показано на рис. 2, экономим и гвозди. Подшивку гораздо удобнее стелить и можно не прибивать. Используя такой метод подшивки, все обрезки досок, неизбежно появляющиеся на стройке, уйдут в дело или на изготовление балок, или на черный пол.
Перекрытие из досок. Технические требования
При сооружении деревянного перекрытия можно ориентироваться на нормы из СНиП II-25-80. Согласно этой норме, требуется обеспечивать защиту от попадания воды и от вредных биологических агентов. В местах, где вероятно воздействие агрессивной среды, надо заботиться о защите от коррозии. Заранее проводятся расчеты на несущую способность и на некритический уровень деформации. Использовать перекрытия из клееной древесины нельзя, если температура воздуха даже на короткий срок превысит 35 градусов.
Предпочтительна для работы хвойная древесина. В ряде случаев применяют прочные лиственные породы. Согласно ГОСТ 4981-87 балки надо делать из хвойной древесины. Для черепных брусков допускается использование лиственных заготовок, отвечающих установленным требованиям.
Нельзя применять дерево хуже второго сорта. Нельзя также использовать детали, в которых сквозные трещины торца длиннее 0,1 м. Оценку породы и сортовой группы проводят визуально. Для точного определения пороков ориентируются на указания ГОСТ 2140. Межэтажные перекрытия в частном доме можно использовать без особых затруднений, но надо учитывать дополнительные нюансы. Так, на мансардных комнатах придется дополнительно усиливать балки.
Предельная длина пролета составляет 8 м. Наименьшее сечение бруса 0,05х0,15 м, а наибольшее – 0,14х2,4 м. Самые крупные детали редко используются в частных домах, потому что там несущая нагрузка не оправдывает такую толщину материала. Допускается применение балок из цельных ошкуренных бревен.
Специалисты настоятельно советуют основательно сушить все заготовки перед укладкой на отведенное место. Дистанция от одной балки до другой составляет 0,6-1 м. На этот показатель влияют:
- количество этажей в постройке;
- величина нагрузки;
- общая площадь сооружения.
Протяженность балок должна быть такой, чтобы они прочно опирались на стены в особо отведенных местах. Свои нюансы имеет обустройство перекрытия под холодным чердаком. Так как оно сочетает несущую и теплоизоляционную функцию, придется обустраивать многослойный блок. Части «пирога» и их последовательность подбирают максимально тщательно. Нежилое помещение можно обустраивать и без чистового пола.
Что касается балок, то их или устанавливают на выступы стен, или замуровывают в эти выступающие части. Точно нельзя использовать дерево, если постройка длиннее 10 м. Даже больше того, пролеты длиннее 6 м можно сооружать только из особых заготовок, которые существенно дороже простых пиломатериалов. Кроме утепления, придется позаботиться о гидроизоляции и паровой защите. Деревянные перекрытия второго этажа могут использоваться даже в кирпичном или бетонном строении.
Балки перекрытия из досок. Расчет длины балок перекрытия.
Размеры пролета, который необходимо перекрыть и размер заделывания балок перекрытия в стены определяет длину балок. Длина замеряется рулеткой. Глубина заделывания балки в стену в каждом случае должна определяться индивидуально, исходя из того материала, из которого изготовлены стены. В кирпичные или бетонные стены балки перекрытия устанавливаются в пазы глубиной около 100 мм, если балка перекрытия изготовлена из доски и на глубину 150 мм, если балка из бруса. В деревянных стенах вырубают специальные зарубки, глубина которых должна составлять не менее 70 мм. В случае крепления балок перекрытия к деревянным стенам при помощи специальных металлических креплений, в качестве которых используют уголки, кронштейны, хомуты, длина балок такая же, как и расстояние между стенами. В некоторых случаях на деревянные балки перекрытия монтируют стропильные ноги крыши и тогда необходимо выпустить балки за стену на 30-50 см, чтобы сформировать свет будущей крыши.
Балки перекрытия в зависимости от того из какого материала или древесины они изготовлены могут перекрывать разный размер пролетов. При этом необходимо учитывать, что оптимальным является длина пролета в 2,5–4 м. При длине до 6 м может быть использована балка перекрытия из обрезной доски или бруса. От 6 до 12 м уже необходимо применять балки перекрытия из клееного бруса, которые могут быть прямоугольными или двутавровыми. В случае же использования обычных балок перекрытия необходимо опирать их на промежуточные опоры, в качестве которых выступают стены или колонны. Вместо балок, если длина пролета составляет более 6 м, можно использовать деревянные фермы.
Для расчета балки перекрытия, воспользуйтесь онлайн калькулятором расчета балки перекрытия .
Виды балок перекрытия. Безбалочные перекрытия
Безбалочные разновидности перекрытий дома сооружаются в виде монолитных конструкций, а также с применением сборных изделий ЖБИ или специальных балок с блоками-вкладышами, которые укладываются вплотную друг к другу и после укладки монолитятся. Они выполняют одновременно несущие и ограждающие функции.
Монолитные железобетонные
Монолитное перекрытие представляет собой цельную бетонную конструкцию толщиной обычно 150-250 мм, опирающуюся на несущие стены. Такая плита сооружается непосредственно на строительном объекте.
Фото 5. Подготовка опалубки под монолитное перекрытие
Последовательность устройства:
- Создание съемной опалубки с опорой на вертикальные стойки.
- Изготовление и установка армирующего каркаса из арматуры 6-12 мм.
- Заливка опалубки бетоном.
Фото 6. Изготовление армирующего каркаса
Основные преимущества монолитных железобетонных конструкций:
- Возможность перекрытия пролетов сложной конфигурации.
- Отсутствие необходимости заделки швов.
- Не требуется привлечение грузоподъемной строительной техники.
- Повышенная по сравнению с другими видами перекрытий несущая способность.
Фото 7. Бетонирование монолитной конструкции
Но и недостатки у монолита имеются – повышенная трудоемкость работ, большой вес (1 м2 перекрытия толщиной 200 мм весит примерно 500 кг), долгое высыхание бетона и, а также необходимость «ухода» за перекрытием до набора прочности (до 28суток). Также одним из основных минусов является высокая стоимость устройства – более чем на 30 % дороже по сравнению с применением пустотных плит заводского производства.
Балка из досок. Подготовьте нижнюю часть балки
Для нижней части балки используйте две доски 140 мм, прибив между ними доску шириной 100 мм, образуя короб с тремя поверхностями (п-образный). склеивая и прибивая гвоздями.
Используйте деревянные шпонки для закрепления местоположения нижней доски по отношению к боковым, для создания балки, в которой нижняя часть слегка углублена внутрь. Это создаст узкую тень, придающую глубину балкам, когда будут установлены на потолке.