Современные конструкции перекрытия по деревянным балкам

Современные конструкции перекрытия

по деревянным балкам

 

Деревянные перекрытия использовались на протяжении многих веков. Их большим  преимуществом является небольшая  стоимость и простота создания. Однако древесина имеет свойство прогибаться  и является горючим материалом. Поэтому  деревянные перекрытия должны быть отлично  спроектированы и построены с  инженерной точностью. Для построении деревянных перекрытий используется древесина сосны или ели, которая должна соответствовать некоторым требованиям прочности: сжатия, изгиба, сдвига, давления и разрыва. Древесина должна соответствовать классу К27. Влажность строительных пиломатериалов не должна превышать 18% для внутренних элементов конструкции и не более 23% для внешних. В балочных перекрытиях несущую основу составляют балки, ‬расположенные на одинаковом расстоянии ‬друг от друга, ‬на которые укладывают элементы заполнения, ‬выполняющие ограждающие функции. ‬ ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

 

‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

Традиционные  деревянные перекрытия 

Деревянные перекрытия (рис. 1) в большинстве случаев состоят из несущих балок, пола, межбалочного заполнения и отделочного слоя потолка. Звуко- или теплоизоляция обеспечивается настилом, который называют накатом.  

Рис. 1. Виды деревянных перекрытий:

а - чердачное перекрытие с утеплением по верхней обшивке;

б - перекрестное чердачное утепление; в -надподвальное перекрытие с межбалочным утеплением;

1 - балки перекрытия;

2 - дощатая обшивка; 

3 - пароизоляция;

4 - первый слой утеплителя;

5 - арматурная сетка; 

6 - паропроницаемая стяжка;

7 - деревянный (дощатый) накат;

8 - перекрестный каркас;

9 - дощатая обшивка (как  вариант - паропроницаемая армированная  стяжка);

10 - второй слой утеплителя;

11 -черепной брусок;

12 - деревянный пол; 

13 - плинтус; 

 14 - щель воздухообмена.

Балки чаще всего представляют собой деревянные брусья прямоугольного сечения. Для накатов целесообразно применять деревянные щиты. В целях экономии древесины дощатые накаты можно заменять накатами из ребристых или пустотелых гипсовых или легкобетонных блоков. Такие элементы несколько тяжелее деревянных накатов, зато они невозгораемые и не загнивают. 
Для обеспечения лучшей звукоизоляции от воздушного переноса звука по накату делают глинопесчаную смазку толщиной 20-30 мм, поверх которой насыпают шлак или сухой прокаленный песок толщиной 6-8 см. Засыпка из пористого материала поглощает часть звуковых волн. 
В конструкцию деревянного перекрытия входит настил пола из строганных шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам, из пластин или досок, которые укладывают поперек балок через 500-700 мм.

 

Деревянные балки  перекрытий

Несущими элементами балочных перекрытий являются деревянные балки прямоугольного сечения высотой 140-240 мм и толщиной 50-160 мм, уложенные через 0,6; 0,8; 1 м. Сечение деревянных балок перекрытий зависит от нагрузки, подшивки (наката) с засыпкой, и дощатого пола, настеленного по лагам как непосредственно по лагам (Таблица 1.).

Таблица 1. Минимальное сечение деревянных балок перекрытия прямоугольного сечения

Ширина  пролета,  м	Расстояние между  балками, м
	0,5				1
	Распределенная  общая нагрузка, кПа (кгс/м²)
	1,5 (150)	2,5 (250)	3,5 (350)	4,5 (450)	1,5 (150)	2,5 (250)	3,5 (350)
2,0	5 х 8	5 х 10	5 х 11	5 х 12  (10 х 10)	10 х 10	10 х 10	10 х 11
2,5	5 х 10	5 х 12  (10 х 10)	5 х 13  (10 х 11)	5 х 15  (10 х 12)	10 х 10	10 х 12	10 х 13
3,0	5 х 12  (10 х 10)	5 х 14  (10 х 11)	5 х 16  (10 х 13)	5 х 18  (10 х 14)	10 х 12	10 х 14	10 х 15
3,5	5 х 14  (10 х 11)	5 х 16  (10 х 13)	5 х 18  (10 х 15)	10 х 16	10 х 14	10 х 16	10 х 18  (15 х 16)
4,0	5 х 16  (10 х 13)	5 х 18  (10 х 15)	10 х 17  (15 х 15)	10 х 18  (15 х 16)	10 х 16	10 х 19	10 х 21  (15 х 19)
4,5	5 х 18  (10 х 14)	10 х 17  (15 х 15)	10 х 19  (15 х 17)	10 х 20  (15 х 18)	10 х 18	10 х 21	10 х 23  (15 х 21)
5,0	10 х 16	10 х 19  (15 х 16)	10 х 21  (15 х 18)	10 х 23  (15 х 20)	10 х 20	10 х 23	10 х 26  (15 х 23)

 

Использование лиственных пород  дерева в качестве балок перекрытия не допустимо, так как они плохо работают на изгиб. Поэтому в качестве материала для изготовления деревянных балок перекрытия применяют хвойные породы древесины, очищенные от коры и антисептированные в обязательном порядке. Чаще всего концы балок заводятся в специально оставляемые для этой цели гнезда в кирпичных стенах непосредственно в процессе кладки (рис. 2 а. или рис. 2 б.), либо врубаются в верхний венец бревенчатых, брусчатых и каркасно-щитовых стен.  
 

Рис. 2. а. Заделка деревянных балок перекрытия в наружную стену: 1 - стена, 2 - подкладка, 3 - заделываемый конец балки.

 

 

Рис. 2. б. Заделка деревянной балки перекрытия в кирпичную стену: 1 - кирпичная стена, 2 - деревянная балка, 3 - конец балки, обработанный антисептической пастой или обернутый рубероидом, 4 - гидроизоляция из двух слоев рубероида.

 
Длина опорных концов балки должна быть не менее 15 см. Укладку балок ведет "маячковым" способом - вначале устанавливают крайние балки, а затем промежуточные. Балки выравнивают, подкладывая под их концы просмоленные обрезки досок разной толщины.  
Деревянные балки перекрытий укладывают как правило, по короткому сечению пролета по возможности параллельно друг другу и с одинаковым расстоянием между ними. Концы балок, опирающиеся на наружные стены, срезают наискось под углом 60 град., антисептируют, обжигают или обертывают двумя слоями толя или рубероида. При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен   рекомендуется концы балок обработать битумом и просушить, чтобы снизить вероятность гниения от увлажнения. Торцы балок обязательно оставляют открытыми. Пространственные ниши при заделке деревянных балок перекрытий заполняют вокруг балки эффективным утеплителем (минеральная вата, пенопласт). При толщине кирпичных стен до 2-х кирпичей зазоры между концами балок и кирпичной стенкой заливают цементным раствором. Можно также как вариант утеплить концы балок деревянными коробами, предварительно просмолив их. В толстых стенах (2,5 кирпича и более) концы балок не прикрывают, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняет концы балок от конденсации влаги. Диффузия влаги в деревянной балке показана на рис. 3. 

Рис. 3. Диффузия водяного пара в деревянной балке: 1 - кирпичная стена; 2 - слой штукатурки; 3 - воздушный зазор между торцом деревянной балки и кирпичом; 4 - плинтус; 5 - пол из шпунтованных досок; 6 - деревянные доски; 7 - водяные пары; 8 - жидкая влага; 9 - рубероид или толь

 
При опирании балок на внутренние стены под их концы подкладывают два слоя толя или рубероида. 
Каждую третью балку, заделываемую в наружную стену, закрепляют анкером. Анкеры крепят к балкам с боков или снизу и заделывают в кирпичную кладку. 
При отсутствие бруса подходящего сечения можно использовать сколоченные и поставленные на ребро доски, при этом общее поперечное сечение, по сравнению с целой балкой, не должно уменьшиться. 
Кроме того, вместо брусчатых балок можно использовать бревна соответствующего диаметра, обтесанные с трех сторон, что более экономично (круглый лес значительно дешевле пиломатериалов), но в этом случае бревна должны быть выдержаны в сухом помещении не менее одного года, подобно бревенчатому срубу. 
Конструктивные различия перекрытий наблюдается при их утеплении(рис 1.). Междуэтажное перекрытие не утепляют, чердачное (с холодным чердаком) - утепляют с устройством нижнего пароизоляционного слоя, а надподвальное - утепляют с устройством верхнего пароизоляционного слоя.

Накат

Следующим этапом в сооружении перекрытий является настил наката. Для его крепления к балкам прибивают черепные бруски сечением 5 х 5 см, непосредственно на которые и укладывают доски наката. (рис4.)  

Рис. 4. Накат на черепных брусках с утеплителем: 1 - балки; 2 - черепные бруски; 3 - черный пол; 4 - пергамин; 5 - утеплитель; 6 - пергамин; 7 - доски пола

 
 
Пластины наката плотно подгоняют друг к другу, убирая все щели между отдельными досками. Стремитесь к тому чтобы нижняя поверхность наката была в одной плоскости с балками перекрытия. Для этого необходимо в досках наката выбрать четверть (фальц).   Вместо досок для наката можно использовать фибролитовые, гипсошлаковые и другие легкобетонные плиты, что повышает огнеустойчивость перекрытий. Уложенный накат покрывают слоем толя или рубероида и засыпают или закладывают утеплитель: как и в стенах, здесь можно использовать минеральную вату, опилки, шлак. Вид утеплителя и его толщину определяют от расчетной наружной температуры воздуха.

 

 

 

 

Таблица 2. Толщина засыпки чердачного перекрытия в зависимости от температуры наружного воздуха

Материал	Объемный вес, кг/м³	Толщина засыпки (мм) при  температуре наружного воздуха, °С
		-15	-20	-25
Опилки древесные	250	50	50	60
Стружки древесные	300	60	70	80
Аглопорит	800	100	120	140
Котельный шлак	1000	130	160	190

 

В последнюю очередь верхнюю  грань балок застилают толем  или рубероид, а сверху накладывают лаги.  Лаги не являются обязательным элементом перекрытия. Укладка лаг экономически обоснована, если балки имеют редкое расположение. 
 
 
Цокольное перекрытие можно сконструировать таким образом, что лишними окажутся накат и утеплитель (разумеется, без ущерба для эксплуатационных качеств), однако в этом случае будет обязательна рубероидная прокладка по всей площади пола, а засыпка будет гравий или утрамбованный щебень (Рис 5.) 

 

Рис 5. Вариант устройства цокольного перекрытия: 

1 - утрамбованный грунт;

2 - гравий;

 3 - балка;

 4 - лага;

 5 - рубероид;

 6 - чистый пол;

 7 - фундамент-цоколь

 

 

 

 

 

Устройство дымохода (дымовой трубы)

В местах соприкосновения деревянных перекрытий с дымовыми каналами устраивают разделку(Рис6.)  

Рис 6. Разделка в месте выхода дымохода в междуэтажном деревянном перекрытии: 1 - дымовой канал; 2 - балка перекрытия; 3 - разделка в 1,5 кирпича; 4 - два слоя асбеста; 5 - разделка в один кирпич с дополнительной изоляцией; 6 - обшивка

 
Расстояние от края дымового канала до ближайшей деревянной конструкции  принимается не менее 380 мм. Проемы перекрытий в местах прохода дымовых труб обшивают несгораемыми материалами. В местах перекрытий в дымовых трубах устраивают разделку - утолщение стенок трубы. В пределах разделки толщина стенок дымовой трубы увеличивается до 1 кирпича, то есть до 25 см. Но и в этом случае балки перекрытия не должны касаться кирпичной кладки трубы и отстоять от горячей поверхности не менее чем на 35 см. Это расстояние может быть уменьшено до 30 см путем прокладки между разделкой и балкой смоченного в глиняном растворе войлока или асбестового картона толщиной 3 мм. Конец укороченной балки, расположенной напротив разделки, опирают на ригель, подвешенный на хомутах (Рис 7.) к двум соседним балкам. 

Рис. 7. Деталь крепления балок  из древесины на металлических хомутах  в местах дымохода: 

1 - укороченная балка;

2 - ригель; 3 - хомут из стальной полосы;

4 - гвоздь либо шуруп

 

Экономичное перекрытие

Экономичным считают перекрытие, состоящее из деревянных щитов с односторонней и двухсторонней обшивкой, воспринимающей вместе с каркасом щитов вертикальные нагрузки. Несущую функцию обшивка может выполнять только в том случае, если она прочно соединена с рёбрами досок каркаса щита. Прочно связанные друг с другом рёбра и обшивка обладают высокой несущей способностью. 
В качестве обшивки используют ДСП и строительную фанеру. Пригодны для этого и доски, но они, однако, ввиду большого количества одинаково ориентированных швов, не способствуют повышению несущей способности перекрытия. 
Гипсоволокнистые или гипсокартонные плиты в качестве дополнительных несущих элементов рассматривать нельзя. Не способны нести нагрузку и такие листовые материалы, как цементностружечные и столярные плиты. К тому же они значительно дороже ДСП и фанеры. На (рис. 8) изображены несколько вариантов устройства перекрытий.