Балки перекрытия одноэтажного дома

Перекрытием называется горизонтальная несущая конструкция, разделяющая здание по вертикали. Ее верхняя поверхность, как правило, является полом вышележащего этажа, а нижняя сторона – потолком нижележащего. В этой статье подбирается перекрытия для одноэтажного дома.

Условно перекрытия делятся на:

• Чердачные, разделяющие чердак и этаж;
• Мансардные, отделяющие мансарду от этажа;
• Междуэтажные, разделяющие смежные этажи;
• Цокольные, отделяющие первый этаж от цокольного.

Требования к конструкциям перекрытий

Поскольку данные конструктивные элементы являются одними из наиболее ответственных составляющих всего здания, к ним существует ряд требований, выполнение которых обязательно:

• Несущая способность должна отвечать эксплуатационным нагрузкам;
• Конструкция должна обладать необходимой жесткостью и наименьшим прогибом;
• Наличие звуко- и теплоизоляционных характеристик, согласно действующим строительным нормам;
• Огнестойкость перекрытия должна соответствовать классу здания.

Выбор вида перекрытия для одноэтажного дома

Вид перекрытия зависит от его расположения в конструктивной схеме и типа здания. Перекрытия для одноэтажного дома с полами по грунту делаются только чердачные. При наличии подвала или мансарды в таком здании, делают междуэтажные перекрытия, несущие большую нагрузку.

Зачастую при возведении одноэтажных дачных домов применяют систему деревянных балок и настилов, которыми перекрывают чердачные и цокольные пролеты. В более капитальных сооружениях, как правило, перекрытия для одноэтажного дома делают из монолитного или сборного железобетона.

Каждый вид перекрытий подходит для сооружений определенного типа. Деревянные конструкции – самые недорогие и наименее трудоемкие. Они могут применяться для любого типа вертикального разделения исключительно в деревянных домах и небольших коттеджах.

Монолитный железобетон может быть применен практически во всех зданиях, кроме деревянных. Такие перекрытия более прочные, огнестойкие и долговечные, чем деревянные конструкции. Но они и более дорогостоящие. Для их устройства необходимо значительно больше трудозатрат. В одноэтажных домах эту технологию используют для устройства цокольных и мансардных перекрытий.

Наиболее простой в выполнении, но и самый дорогостоящий вид перекрытий – сборные плиты из железобетона. Помимо этого их нельзя использовать в деревянных строениях и зданиях с толщиной несущих конструкций менее 200 мм. Применяются в одноэтажном строительстве преимущественно для цокольного и мансардного перекрытий.

При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.

Типы и виды деревянных перекрытий

По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:

С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.

Подвальное

Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.

Чердачное

Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.

Междуэтажное

Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.

Достоинства и недостатки

У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.

Главными достоинствами балок из досок считаются:

• минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
• красивый внешний вид;
• возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
• высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
• возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.

Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:

• необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
• меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
• деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.

Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.

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.

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.

Клееный брус

Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.

Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.

Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.

Самостоятельное изготовление клееного элемента

Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:

• соединение трёх элементов в одну конструкцию;
• склеивание двух деталей в форме символа Z;
• соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.

Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.

Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.

Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).

Порядок расчёта

Определить шаг балок деревянного перекрытия, их размеры и количество помогает предварительный расчёт. Перед проведением таких операций необходимо:

• провести замеры пролёта между несущими стенами жилого здания;
• рассчитать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после монтажа;
• провести расчёт сечения и шага балок по специальным таблицам.

Длина балок основания для устройства крыши состоит из размера пролёта и необходимой величины запаса в пределах 10–15 см для устройства надёжного перекрытия при опоре на стену. Длина пролёта – расстояние между внутренними частями противоположных стен в жилом доме или любой другой постройке. Самым популярным вариантом в частном строительстве считается расстояние от 2,5 до 4 м. При величине пролёта больше 6 м для монтажа перекрытия используются деревянные фермы.

Важно! Нагрузка на деревянную балку включает в себя усилия от вышерасположенных конструкций, внутреннего наполнения перекрытия, а также временных элементов (людей, бытовой техники и мебели).

Точные расчёты может выполнить только специализирующаяся на этом строительная организация. При самостоятельных вычислениях отталкиваются от следующих значений:

• общая нормативная нагрузка на квадратный метр перекрытия при использовании утеплителя (минеральной ваты) составляет 130 кг/м2;
• при использовании толстых досок и тяжёлого теплоизоляционного материала нормативная нагрузка увеличивается до 150 кг/м2, общая с учётом коэффициента безопасности 1,3 – до 245 кг/м2;
• в мансардном помещении на перекрытие действуют временные нагрузки от установки мебели или перемещения людей – общая нагрузка составит 350 кг/м2;
• общая нагрузка для междуэтажных пролётов не менее 400 кг/м2.

Все указанные величины считаются базовым значением для дальнейших расчётов.

Определение сечения и шага

После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.

Все работы проводятся по таким правилам:

• соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
• на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
• между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.

Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы. Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350.

Если строительство дома ведется из газобетона, наилучшим перекрытием для него является деревянное. Это наиболее экономичный вариант, который может изготавливаться своими руками.

Для его установки требуется присутствие всего двух человек. Еще одно преимущество дерева заключается в его небольшом весе, что очень важно для газобетона.

Деревянные перекрытия в доме из газобетона бывают межэтажные, цокольные и чердачные. Принципиальная разница между ними невелика, но имеются некоторые особенности их обустройства.

Материалы для перекрытия

Рекомендуется предварительно подготовить необходимые материалы для обустройства перекрытий. К ним относятся:

• Деревянные балки. Материал — цельная древесина или клееный брус. Их размеры не должны быть менее 50х150 мм. Они не должны иметь ослабленных зон или крупных сучков, которые могли бы повлиять на их несущую способность. Древесина в момент установки должна быть сухая. Конкретные размеры балок зависят от длины перекрываемого пролета и шага их укладки. При этом обеспечивается расчетная нагрузка в 400 кг на один квадрат перекрытия.

Таблица размеров балок в зависимости от длины перекрываемого пролета и шага их укладки

Шаг, м	Пролет, м
	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
0,6	75х100	75х200	100х200	150х200	150х225
1,0	75х150	100х175	125х200	150х225	175х250

• Доски для перекрытия и пола.
• Деревянные лаги.
• Бруски деревянные 5х5 см.
• Рулонная и обмазочная гидроизоляция для исключения контакта древесины и газобетона. Если между данными материалами будет прямой контакт, разница теплотехнических характеристик приведет к образованию конденсата, в результате чего дерево будет гнить.
• Утеплитель типа минеральной ваты.
• Материал для внутренней подшивки перекрытия. Может использоваться OSB, фанера, вагонка, гипсокартон и т. д.
• Антисептические и жаропрочные пропитки. Они необходимы для пропитки балок и досок. Пропитки препятствуют гниению дерева, повреждению его вредителями, а также возгоранию.
• Цемент и песок для создания армопояса.

Изготовление армопояса

Поскольку газоблоки имеют относительно хрупкую структуру, перед обустройством перекрытия на стенах необходимо сформировать армирующий пояс из железобетона. Он равномерно распределит давящие нагрузки по всей площади стен, а также дополнительно укрепит стены дома.

Для создания армопояса используются U-образные газоблоки, которые укладываются в качестве верхнего ряда. При отсутствии таких блоков, их можно изготовить самостоятельно, вырезав углубления в обычном газобетоне. После укладки U-образных блоков, в углублениях формируется силовой каркас из арматуры. Он состоит из четырех продольных прутов, связанных между собой в единую конструкцию. Под нижнюю арматуру подкладываются кусочки древесины для создания под металлом монолитного слоя бетона.

После этого производится заливка в блоки бетона. Поверхность для укладки перекрытия готова. Армопояс можно изготовить и без U-образных блоков, просто произведя заливку бетона в закрепленную поверх стен опалубку, но такой способ слишком трудоемок.

Устройство межэтажного перекрытия

Перечислим порядок выполнения работ по созданию межэтажного перекрытия из дерева.

Укладка балок

Формирование перекрытия начинается с укладки на стены силовых балок. Они укладываются перпендикулярно к длинным стенам дома. Шаг укладки обычно не превышает 1 м. Балки должны заходить на стены не менее 15 см. Вначале устанавливаются крайние балки, которые выводятся по уровню, посредством длинной и ровной доски, поставленной на торец. Плотного примыкания крайних балок к стенам быть не должно. Между ними следует оставить зазор около 3–4 см. Впоследствии этот зазор будет заполнен утеплителем.

Крайние балки крепятся на стене, после чего производится установка остальных балок. Контролируется не только их уровень, но и горизонтальность расположения. Если длина опорных балок оказалась недостаточной, допускается их наращивание таким же материалом. Для этого два бруса соединяются внахлест от 0,5 м до 1 м, после чего крепятся болтами. Такое соединение считается вполне надежным.

Крепление бруса к армопоясу выполняется посредством анкерных пластин в следующем порядке:

• Торцы балок обрезаются под углом около 70 градусов для обеспечения удаления влаги.
• Дерево со всех сторон и с торцов покрывается антисептической и жаропрочной пропитками.

Совет: торцы балок нельзя покрывать маслянистыми пропитками или краской. В этом случае будет нарушено испарение влаги из древесины.

• Части балок, заходящие на стену, обмазываются слоем битумной мастики, и обматываются несколькими слоями рубероида.
• Балки крепятся анкерными пластинами к армопоясу.
• Внешние торцы балок с наружной стороны стен утепляются пенополистиролом.

Утепление балок

Производится заполнение пустот между уложенными балками. Это можно делать и кирпичем, но предпочтительнее газоблоками. Между блоками и деревом необходимо оставить зазоры 2–3 см. Эти пустоты плотно забиваются минеральной ватой. Тем самым предотвращается образование конденсата и отсыревание дерева от контакта со стенами.

Укладка наката и утепление перекрытия

Для утепления перекрытия необходимо изготовить накат. Вдоль низа уложенных балок крепятся бруски 5х5 см. Их можно закрепить длинными саморезами. На них укладываются щиты из досок, но можно использовать и отдельные вырезанные куски досок. На доски плотно укладывается утеплитель (минеральная вата или пенополистирол). Рекомендованная толщина утеплителя — от 10 см.

Укладка лаг и настил пола

Поверх созданной конструкции, перпендикулярно балкам, укладываются лаги, которые также предварительно обрабатываются специальными пропитками. Лаги обычно имеют меньшее сечение, нежели балки. Шаг укладки лаг — 50–70 см. Лаги крепятся к балкам. Поверх закрепленных лаг настилаются доски пола. Снизу перекрытие обшивается плитами OSB, ДСП, гипсокартоном или многослойной фанерой.

Устройство перекрытия цокольного этажа

Если перекрытие изготавливается над отапливаемым цокольным этажом, его конструкция ничем не отличается от устройства межэтажного перекрытия. Если же цокольный этаж холодный, типа подвального помещения, имеются некоторые особенности его обустройства.

Поскольку водяным парам свойственно циркулировать из теплого помещения в холодный подвал, теплоизолятор будет впитывать много влаги. Чтобы этого не допустить, поверх него прокладывается слой пароизоляции. Также рекомендуется увеличить толщину слоя утеплителя до 20 см. Все балки, а также прочие деревянные элементы перекрытия должны быть защищены от гниения специальными составами.

Со стороны холодного подвала не рекомендуется устанавливать гипсокартон и ДСП ввиду их гигроскопичности. Рекомендуется подшивать потолок в цокольном этаже влагостойкими плитами OSB.

Устройство чердачного перекрытия

Отличие чердачного перекрытия от межэтажного заключается в отсутствии пола, а также в использовании более толстого слоя теплоизоляции. Если же сверху обустраивается мансарда, то изготавливается и пол.Деревянное перекрытие для стен из газобетонных блоков, при правильной установке, обеспечит надежность и долговечность построенному дому. При этом себестоимость работ и материалов будет гораздо ниже, чем при использовании перекрытий из железобетона.