В этой статье мы расскажем о том, какие бывают способы возведения монолитного перекрытия, а также вы узнаете о достоинствах и недостатках этих способов. Статья расскажет об основных требованиях к толщине и армированию элементов железобетонного перекрытия.
Армированный бетон — материал практически вечный. Из него создают множество конструктивных элементов — балки, стены, перемычки. Одним из самых сложных, на первый взгляд, изделий является перекрытие. Однако трудоёмкость возведения полностью компенсируется эксплуатационными свойствами готового изделия.
Достоинства монолитного перекрытия:
- Наибольшая несущая способность из известных материалов.
- Самый долговечный из широкодоступных материалов.
- Относительно дешёвое сырьё (для бетона).
- Для выполнения работ не требуется высокой квалификации всей бригады (достаточно 1-2 ведущих специалистов).
- Комбинированные функции: основа пола второго этажа, армопояс, связь всех стен между собой.
- Правильно устроенная монолитная конструкция исключает появление деформационных дефектов («ступени», перекосы, трещины).
Недостатки перекрытия из бетона:
- Трудоёмкость возведения. Работа связана с устройством горизонтальной опалубки высокой прочности и жёсткости.
- Задействован сопутствующий материал, который после бетонирования может стать непригодным — фанера, доска отбортовки, стойки (деревянные).
- Большой вес конструкции — необходимы мощные стены и фундамент.
- Высокая теплопроводность бетона — все открытые снаружи участки необходимо утеплить.
- Бетонное перекрытие возможно только на каменных стенах.
Железобетонные перекрытия подойдут для капитальных строений, рассчитанных на большой срок службы, а также для помещений, в которых предусмотрена существенная статическая и динамическая нагрузка — цеха, гостиницы, общежития (с перегородками из каменного материала).
В частном строительстве монолитные плиты перекрытия обычно устраивают по кирпичным стенам, т. к. стены из бетона гораздо более сложные в возведении, чем кирпичные.
Толщина монолитного перекрытия
Из-за большого удельного веса бетона (2400 кг/м 3) изделия из него получаются тяжёлыми. Массу изделия можно уменьшить за счёт уменьшения части бетона в конструкции, то есть просто сделать её тоньше. Жёсткость при этом компенсируется армированием. Достаточная толщина ж/б элементов:
- несущих стен — 160 мм
- перекрытий — 200 мм
- перегородок — 100 мм
Толщина указанных элементов будет считаться достаточной только при соблюдении правил армирования . Расчёты и многолетняя практика показали, что существует оптимальный баланс массы, объёма, сечения и несущей способности ж/б элементов. Об этом читайте ниже в разделе «Армирование перекрытий». Достаточная толщина кирпичной стены — 380 мм (1,5 кирпича).
Опалубка перекрытий
Как и любой ж/б элемент, перекрытие требует установки формы для бетона — опалубки. Поскольку перекрытие имеет значительные размеры по площади и находится на высоте, опалубка для него имеет вид стола: сплошная плоскость, заполняющая пространство между несущими стенами (и колоннами) на пространственно жёсткой раме из стоек и откосов. Опалубка бывает трёх видов, но одно требование неизменно для любого из них — надёжное основание.
Инвентарная опалубка
Комплект заводских изделий, в который входят:
- Стойки — винтовые выдвижные домкраты, длиной до 4 м.
- Оборудование для стоек — «треноги» в нижней части для устойчивости отдельно стоящего домкрата и «короны» в верхней для посадки балок стола.
- Деревянные балки — заводские клееные изделия двутаврового профиля высотой 200 мм и длиной до 4,2 м.
- Ламинированная фанера — листы фанеры толщиной 18-24 мм, размером 1220х2440 мм, покрытые устойчивой плёнкой, предназначенные для создания плоскости перекрытия. Покрытие выдерживает до 40 циклов бетонирования.
Такой набор является профессиональным — инвентарной опалубкой строят высотные жилые дома. Он надёжен, удобен и рассчитан на постоянную эксплуатацию. Приобретение набора для устройства одного перекрытия не оправдает себя — все изделия стальные и стоят недёшево. Выходом может стать аренда опалубки. Специалисты фирмы сами рассчитают необходимое количество каждого из элементов для вашего объекта.
Несомненными достоинствами такого подхода являются скорость установки опалубки и удобство работы, а также качество плоскости. К недостаткам можно отнести риск задержки срока аренды.
Самодельная опалубка
Все элементы «стола» для перекрытия можно выполнить самостоятельно из дерева и некоторых металлических деталей.
К этому методу прибегают в случае, когда основные элементы — стойки, балка и материал плоскости (фанера или доска) есть в наличии. Это и служит основным достоинством метода — использование подручного материала. Очевидные недостатки:
- Трудоёмкое возведение, требующее развитых навыков плотника.
- Большой отход материала — до 20% станет непригодным.
- Проблематичная регулировка по высоте (установка «в горизонт»).
Комбинированный метод
Предусматривает частичное использование элементов инвентарной опалубки и пиломатериала.
В этом случае можно использовать заводские стойки с треногами и коронами, а балки и настил опалубки сделать из доски. Либо арендовать ламинированную фанеру, а раму «стола» собрать из подручного леса. Комбинаций может быть множество.
Армирование перекрытия
Для устройства арматурного каркаса висячего ж/б перекрытия толщиной 200 мм используется зеркальная сетка из арматуры А3 Ø 16 мм с ячейкой 150-180 мм. При использовании бетона, приготовленного на месте, рекомендуем усилить каркас, применив меньший шаг стержней — 150 мм. Если бетон заводской, допускается шаг до 200 мм. В местах опоры и примыкания элементов (опора на стену, колонну, капитель) рекомендуем сделать усиления — добавить стержни.
Бетонирование перекрытия
Существуют правила бетонирования, которые следует соблюдать беспрекословно, чтобы не подвергнуть конструкцию разрушению в дальнейшем:
- Укладка бетона в перекрытие должна быть произведена за один раз. При длительном простое при бетонировании уложенный бетон может схватиться, и новый не сможет смешаться с ним. В итоге получится граница, по которой может пойти трещина.
- При бетонировании в прохладный период (0...+5 °С) используйте специальные антиморозные присадки. Больше о зимнем бетонировании читайте в этой статье .
- Обязательно используйте вибраторы — глубинные или поверхностные. Без вибрирования бетон имеет 40-50% проектной прочности. Больше информации о бетонировании вы найдете в нашей статье .
- Опалубка перекрытия демонтируется не ранее 28 дней после укладки бетона.
При возведении кирпичных, каменных, бетонных и шлакобетонных строений используют перекрытия из железобетона. Это связано с их долговечностью, прочностью, относительной простотой монтажа, а также малыми сроками возведения (если используются сборные железобетонные перекрытия). Далее мы подробней рассмотрим, какие бывают их виды, и как можно выполнить перекрытие самостоятельно.
Виды конструкций
Все существующие перекрытия из железобетона можно условно поделить на два типа:
- Сборные;
- Монолитные.
Теперь подробней ознакомимся с каждым видом конструкций.
Монолитные
Железобетонные монолитные перекрытия, в отличие от сборных, заливаются на объекте, непосредственно на месте своего расположения.
Они бывают нескольких типов:
- Ребристые
– представляют собой систему взаимосвязанных перекрещивающихся монолитных балок и плиты.
Эти перекрытия состоят из следующих элементов:- Прогонов (главных балок)
- Ребер (балок, расположенных перпендикулярно прогонам).
- Кессонные – являются пересекающимися балками одинакового сечения, которые монолитно связаны с плитой. Углубления между этими балками называют кессонами.
- Безбалочные
– представляют собой сплошные монолитные плиты, уложенные на колонны. В верхней части плит имеется утолщение (капители). Арматурные стержни располагаются в нижней части плиты.
Каркас плиты располагают на расстоянии в несколько сантиметров от опалубки, чтобы это пространство заполнилось бетоном. Такие конструкции используют только в тех случаях, если пролет не превышает трех метров.
- Балочное железобетонное перекрытие
– используют в случае, если длина пролета составляет более трех метров. В этом случае на стену укладываются железобетонные балки с шагом около 150 сантиметров. Балки соединяют с арматурой плитного перекрытия.
Надо сказать, что железобетонные балки перекрытия по ГОСТу 20372-90существуют 16-ти видов. Самая большая их стандартная длина составляет 18 метров. - Ребристые
– могут использоваться, если длина пролета не превышает 6 м. Если же длина больше, то выполняют армирование поперечной балкой. Как правило, данный тип конструкций используют в тех случаях, когда необходимо получить ровный потолок. Расстояние между балками должно быть не более метра.
При монтаже такой конструкции, к арматурному каркасу прикрепляют закладные элементы, что позволяет подшить потолок досками. К недостаткам данной системы относится сложность ее устройства.
Сборные
Железобетонные сборные перекрытия бывают вязаными и сварными. Сварной каркас выполняют из прямой арматуры, которую соединяют электро- или газосваркой. Выполнить вязаный каркас сложнее. Для этих целей применяют специальную вязальную проволоку толщиной не более 2 мм.
Сборные конструкции делятся на следующие группы:
- Выполненные из настилов, весом до 0,5 т.
- Перекрытия по железобетонным балкам с мелкоразмерным заполнением.
- Широкие элементы перекрытий массой 1,5-2 т.
- Крупнопанельные конструкции, которые состоят из элементов, выполненных по размеру одной комнаты.
К сборным конструкциям относятся железобетонные многопустотные панели перекрытий, которые пользуются большой популярностью. Они представляют собой монолитные железобетонные плиты, усиленные арматурным каркасом.
Внутри панелей выполнены пустоты цилиндрической формы, которые проходят по всей длине плит. Они позволяют существенно снизить вес изделий, а также увеличивают сопротивляемость деформации плит на излом. Такие панели бывают разной длины и ширины.
Изготовление железобетонной плиты
Теперь рассмотрим, как выполнить безбалочное перекрытие. Надо сказать, что железобетонные балки перекрытия своими руками делают очень редко.
Материалы и инструмент
Итак, для возведения конструкции нужно подготовить следующие материалы и инвентарь:
- Стальную арматуру;
- Цемент марки не ниже М400;
- Песок;
- Щебень или гравий;
- Сварочный аппарат;
- Доски, брус;
- Бетономешалка;
- Различный электроинструмент.
Изготовление опалубки и каркаса
В первую очередь необходимо выполнить своими руками опалубку. Для днища плиты можно использовать фанерные щиты толщиной не менее 2 см, усиленные брусками, либо дощатые щиты толщиной 4-5 см.
Для боковых стенок подойдут обычные доски толщиной 2-3 см, можно, конечно, использовать и фанеру, но ее цена выше.
Сборка опалубки выполняется в следующем порядке:
- В первую очередь укладываются щиты днища. Для их монтажа следует использовать опоры и поперечные балки.
- Затем устанавливаются боковины.
- Внутренняя часть опалубки покрывается рубероидом. Для этих целей также можно использовать синтетическую пленку.
- Следующим шагом является сборка каркаса, который должен располагаться на расстоянии 2-3 см от днища опалубки. Для этого можно использовать специальные вкладыши, либо использовать бруски. Диаметр арматуры должен быть не менее 10-12 мм, а размер ячейки сетки 150Х150 или 200х200 мм.
Толщина каркаса рассчитывается таким образом, чтобы защитный слой раствора составлял не менее 2 см снизу и сверху. Т.е. его толщина должна быть тоньше толщины плиты на 4 см.
Заливка
Для заливки плиты, следует выполнить раствор в такой пропорции:
- Одна часть цемента М400;
- Две части песка;
- Четыре части диаметром фракций не более 20 мм;
- Вода до получения необходимой консистенции.
Заливку выполняют без перерыва, начиная от одного угла и заканчивая противоположным. При этом выполняется трамбовка раствора глубинным вибратором.
После заливки, бетон защищают от быстрого высыхания. Для этого его укрывают влажной мешковиной и древесными опилками. Первые 8-10 дней поверхность периодически смачивают.
Спустя 2-3 недели, после того как раствор наберет около 80 процентов своей снимают. Однако, эксплуатировать плиты можно только спустя 28 дней.
Совет!
После выполнения плиты может понадобиться ее механическая обработка.
Эффективней всего выполнять процедуры алмазным инструментом.
В частности, может осуществляться резка железобетона алмазными кругами, шлифовка алмазными чашками или алмазное бурение отверстий в бетоне.
Надо сказать, что в некоторых случаях может потребоваться не возведение плиты с нуля, а ремонт железобетонных перекрытий. Заключается он в усилении конструкции дополнительными элементами в виде плит, балок, оболочек и т.д. Процедура это достаточно сложная, поэтому заниматься ей должны специалисты.
Вывод
Как мы выяснили, существует множество видов бетонных перекрытий, которые предназначены для разных случаев. Поэтому в каждом отдельном случае нужно правильно подобрать тип конструкции.При частном же строительстве, можно выполнить железобетонные перекрытия своими руками, по технологии указанной выше.
Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.
Характеристики конструкции
Перекрытия состоят из несущей части, которая передает нагрузку на отдельные опоры либо стенки, и ограждающей, в чей состав входят потолки и полы. По материалу несущей части можно выделить жб (железобетонные) перекрытия, по стальным и деревянным балкам, керамические и армосиликатные. Стоимость полов и перекрытий достигнет 20% от общей стоимости дома. Расход железобетона на перекрытие будет до 60% от общего расхода.
Стоит понимать, что расход на перекрытие должен быть минимальным.
В современном строительстве основным материалом для устройства перекрытий является железобетон. из жб (железобетона) можно разделить на монолитные и сборные, бетонируемые в опалубке. В последнее время для первого этажа применяются лишь монолитные железобетонные перекрытия и сборные. Сборные позволяют перекрыть пролет до 12 м. Говоря о том, какой нужен , следует знать, что расход данного строительного раствора на 1 м² составит 0,223 м³, а стали – 6,5 кг. Данный расход является приблизительным и может несколько отличаться.
Стоит знать, что перекрытия обязательно должны удовлетворять требованиям жесткости, прочности, огнестойкости, долговечности, звуко- и теплоизоляции, если они будут отделять отапливаемые помещения от наружной среды либо от неотапливаемых помещений. Перекрытия в помещениях, в которых будут происходить мокрые процессы, должны быть водонепроницаемыми, а в помещениях, в которых выделяются газы, – газонепроницаемыми.
В загородных домах со стенками из кирпича чаще всего люди отдают предпочтение сборному железобетонному перекрытию с круглыми пустотами. Их длина бывает от 4800 до 6980 мм, ширина – от 1000 до 2400 мм, а высота – 220 мм. Применяются конструкции и с плоскими пустотами длиной 2700-4200 мм с градацией 300 мм, шириной 1200-1500 мм, толщиной 120 и 160 мм.
Панели для первого этажа следует укладывать на слой кладочного свежеуложенного раствора толщиной 10 мм, с заделкой на опоре как минимум на 120 мм. С шагом 2400-3000 мм через одну панель соединяют анкерами диаметром 8-10 мм. Анкеры крепятся к петлям и заводятся в кладку на 250 мм от торца панели. Заканчивать необходимо загибом под углом 90 градусов по горизонтали на 380 мм.
Швы между панелями заполняются цементным раствором. Говоря о том, какой состав должен быть, стоит знать, что это 1:4 по объему. Монтаж панелей осуществляется при помощи автомобильных кранов.
Монтаж перекрытия из жб
Подобные конструкции для первого этажа обладают некоторыми ценными качествами. Главными из них являются долговечность, большая прочность и огнестойкость. Для сокращения числа стыковых сопряжений и монтажных операций при проектировании конструкций элементов сборных перекрытий из жб (железобетона) нужно будет стремиться укрупнять их.
Далее речь пойдет о сборном железобетонном перекрытии. Оно разделяется на 3 основные группы: балочное, крупнопанельное и в виде настилов (плиты). Конструкции в виде настилов будут состоять из плоских либо ребристых элементов одного типа, которые укладываются вплотную. Говоря о том, какой способ соединения здесь нужно использовать, стоит знать, что нужно заполнять промежутки цементным раствором.
Подобные конструкции для первого этажа состоят из несущей части из железобетона, термо- и звукоизоляционного слоя и конструкции пола. Стены и прогоны будут служить опорами для настилов. Самыми распространенными являются пустотелые настилы, имеющие высоту 160 мм, если есть пролет до 4 м, и 220 мм, если есть пролет более 4 м.
В процессе изготовления настилов с вертикальными пустотами расход бетона будет на 15% меньше, чем при круглопустотных настилах. Круглые вертикальные пустоты образуются с помощью вкладышей из труб (вкладыши привариваются к швеллерам). Настилы, которыми можно перекрывать целые комнаты, называются крупными панелями. В данном случае расход будет меньше. Отсутствие стыков в панелях в пределах комнат будет повышать их звукоизоляцию и обеспечит более высокое качество потолочной отделки.
Для того чтобы обеспечить нормативные звукоизолирующие свойства от воздушного шума, однослойные конструкции панельных перекрытий первого этажа, которые выполнены из тяжелого бетона, обязательно должны иметь массу, которая превышает 300 кгс на 1 м².
В процессе устройства перекрытий раздельного типа, в которых применяется звукоизолирующая способность воздушного промежутка между нижней и верхней панелями сборного железобетонного перекрытия, и при устройстве слоистых перекрытий обеспечить звукоизолирующую нормативную способность будет возможно при массе перекрытия менее чем 300 кгс на 1 м².
Междуэтажные крупнопанельные жби (железобетонные) перекрытия по конструкции могут быть со слоистым полом, со слоистым полом и раздельным потолком, раздельного типа (из двух раздельных несущих панелей, с раздельным потолком либо с раздельным полом). Все вышеперечисленные конструкции перекрытий имеют относительно небольшую массу (менее 300 кгс на 1 м²). Нормативная звукоизоляция способна обеспечиваться слоистой конструкцией пола либо наличием воздушной сплошной прослойки в толще.
Панели перекрытий для первого этажа изготавливаются сплошные, пустотные (имеющие круглые пустоты) и шатровые. Однослойная несущая панель представляет собой жб (железобетонную) плиту с нижней поверхностью постоянного сечения, которая готова под окраску, и верхней ровной.
Однослойными сплошными жб (железобетонными) панелями, которые имеют толщину 140 мм, можно перекрывать пролет до 3,6 м. Для того чтобы (порядка 6-6,6 м), следует применять однослойные сплошные железобетонные предварительно напряженные панели, которые имеют толщину 14-16 см, либо керамзито-железобетонные, которые имеют толщину 18 см.
Шатровая панель имеет вид плиты, которая обрамлена по контуру ребрами, обращенными в форме карниза. устраиваются и из плоских железобетонных панелей, имеющих толщину 14-16 см. От того, какой пролет следует перекрывать, будет зависеть тип перекрытия. Максимальный пролет – 12 м.
Монтаж балочной конструкции
Междуэтажные сборные железобетонные конструкции балочного типа состоят из балок таврового профиля и заполнения между балками. Заполнителем в данном случае будет служить накат из легкобетонной и гипсобетонной плиты, имеющих толщину 80 мм и длину 395 мм, армированных реечными деревянными либо брусковыми каркасами. В чердачных перекрытиях – легкобетонные плиты, которые имеют толщину 90 мм и длину 95 мм, армированными стальными сварными сетками.
Швы в плитах и балках заполняются при помощи цементного раствора и затираются. Цокольные и чердачные перекрытия обязательно необходимо утеплять, а междуэтажные – звукоизолировать. Для этого в плитах следует использовать песчаную либо керамзитовую подсыпку, слоистое покрытие с упругой прокладкой.
Рекомендуется, чтобы звуко- и теплоизоляция в плитах осуществлялась не с помощью увеличения веса строительных конструкций. В связи с тем, что элементы балочных конструкций имеют сравнительно небольшой вес, их достаточно часто применяют в постройках, которые оснащены кранами малой грузоподъемности (порядка 1 т).
В процессе устройства железобетонных балочных перекрытий в санитарных узлах в плитах следует включать гидроизоляционный слой. Поверх настилов либо панелей для этого чаще всего наклеивают 1-2 слоя рубероида на битумной мастике. Балочные перекрытия используются, если нужно перекрыть пролет 3-7,5 м.
Установка монолитных строений
Монолитные конструкции выполняются по предварительно установленной опалубке. Подобные перекрытия на плитах будут служить дополнительным жестким каркасом здания в процессе переноса нагрузки на несущие стенки с пола. Устройство их требует определенного профессионального мастерства. Выполнять необходимо обязательно по проекту под руководством специалиста-строителя.
Изготовление подобных конструкций по месту имеет некоторые преимущества. Для этого не нужно иметь специальный транспорт или какую-либо грузоподъемную технику. Для перемещения и поднятия бетона достаточно иметь средства малой механизации.
Основа монолитных конструкций заложена в плитах Монье. В ней арматура размещается в местах растяжения, имеется ввиду нижняя часть плиты. Обусловливается это тем, что сталь имеет прочность на растяжение в 15 раз большую, чем бетон. Арматурный каркас плиты должен быть расположен на относе от стен опалубки на минимальном расстоянии 3-5 см. Это необходимо для того, чтобы бетон имел возможность заполнить данное пространство.
Пролет, который перекрывается с помощью монолитной плиты, должен иметь длину максимум 3 м. Для трубопроводов сантехнических коммуникаций следует позаботиться об установке металлических либо виниловых гильз, которые имеют внутренний диаметр больше, чем прокладываемый трудопровод. Зазор трубопровода и металлических гильз нужно чеканить просмоленной паклей.
К недостатком подобных монолитных конструкций стоит отнести монтаж деревянной опалубки практически по всей площади дома. Однако это вовсе не значит, что нужно выставлять опалубку всю сразу. Перекрытие можно выполнять отдельными пролетами, при этом перенося опалубку по мере схватывания бетона.
Несущая способность будет обеспечиваться с помощью арматуры. Промежуточные стыки стержней при этом по всей длине нежелательны. С наружной стороны перекрытия минимальный слой бетона должен составлять не менее чем 2 см. Пролет бетонировать необходимо за один рабочий цикл.
Монтаж опалубки
Для устройства монолитного жби перекрытия понадобится выполнить монтаж горизонтальной съемной опалубки.
Подобная опалубка может изготавливаться из деревянных щитов (из обрезанных досок, которые имеют толщину 25-35 мм) либо водостойкой фанеры, которая имеет толщину не менее чем 20 мм. Если щиты опалубки, которые изготовлены из досок, имеют щели, поверх опалубки нужен слой гидроизоляционной пленки. Он будет нужен для того, чтобы жидкий раствор не смог вытекать.
Съемная опалубка должна укладываться по балкам-ригелям, которые будут поддерживаться опорными вертикальными стойками. Стойки могут быть телескопические, изготовленные самостоятельно из кругляка диаметром 8-15 мм и брусьев, либо заводского изготовления.
Опалубка должна устанавливаться без щелей, строго горизонтально. По горизонтальной конструкции укладывают и увязывают при помощи мягкой вязальной проволоки арматуру из стали в виде сетки с ячейками, имеющими размеры 200х200 мм.
Каркас из арматуры
Арматура по опалубке укладывается таким образом, чтобы между ей и опалубкой остался зазор не менее чем 25 мм. Для этого следует использовать стандартные специальные пластмассовые подставки либо изготовить их самостоятельно из дерева, фанеры либо другого материала. Какой материал выбрать – решать каждому. Будет нужен любой из вышеперечисленных.
Диаметр арматуры из стали, которая применяется для того, чтобы устроить монолитную жб конструкцию, будет зависеть от размеров перекрытия и нагрузки, которую оно будет нести. Он может быть в пределах 12-20 мм.
В зависимости от прочности монолитного жб перекрытия может быть 1 или 2 ряда арматуры. Второй ряд арматуры из стали укладывается по подставкам, изготовленным из арматуры, которые предварительно установлены на нижний ряд и закреплены при помощи мягкой вязальной проволоки. Высота подставок будет зависеть от толщины изготавливаемой жб конструкции.
Максимальный расход арматуры на перекрытие составит 15-20 кг. Стоит знать, что расход может быть и меньше.
Монолитные железобетонные перекрытия имеют пока ограниченное применение из-за большой трудоемкости. Их используют в тех случаях, когда необходимо перекрыть нетиповое помещение с нетиповыми размерами, а также в монолитных зданиях.
Монолитные перекрытия выполняются балочными (ребристыми) и безбалочными в виде гладкой плиты (рис. 5.4).
Рис.5.4. Конструктивные схемы монолитных железобетонных перекрытий:
а – ребристое; б – кессонное; в – безбалочное; 1 – плита; 2 – балки; 3 – колонны; 4 – капитель колонны
5.1.4. Перекрытия по балкам
Балочные перекрытия применяются в малоэтажном строительстве (в деревянных и каменных зданиях), при реконструкции зданий старой постройки путем замены деревянных балок на более долговечные металлические или железобетонные.
По материалу балки подразделяются на деревянные, железобетонные и металлические.
Перекрытия по железобетонным балкам. Перекрытия по железобетонным балкам состоят из балок, укладываемых на несущие стены с расстоянием в осях 600, 800, 1000 мм, межбалочного заполнения и пола (рис. 5.5).
Глубина опирания концов балок на стены или прогоны принимается не менее 150 мм. Концы балок на опорах заанкериваются, а зазоры между балкой и стенками гнезда на глубину 40-60 мм заделываются раствором. Межбалочное заполнение (рис. 5.6) состоит из наката, представляющего собой настил из легкобетонных плит и звукоизолирующего (теплоизолирующего) слоя. Швы между элементами наката и балками тщательно заполняются раствором или поверх наката укладывают пергамин. Звукоизоляция выполняется обычно из слоя шлака или песка толщиной не менее 60 мм. Снизу накат и балки затираются раствором. Такую конструкцию применяют при дощатых полах по лагам. При устройстве других видов полов, например цементных, требующих сплошной жест
Рис.5.5. Сборные железобетонные балки и детали их опирания:
а – план расположения балок перекрытия; б – общий вид балки; 1 – балка;
2 – стальной анкер; 3 – стальная структура; 4 – монтажная петля; 5 – заделка бетоном
кой подготовки, пространство между балками заполняется шлаком, по которому укладывается слой шлакобетона толщиной не менее 40 мм и пол (рис.5.6г). Более целесообразными в этих случаях являются накаты из двухпустотных легкобетонных камней - вкладышей, обладающие достаточными звукоизоляционными свойствами и требующие лишь тщательного заполнения швов раствором (рис. 5.6 д).
Перекрытия по металлическим балкам. В настоящее время металлические балки применяются лишь в исключительных случаях при ремонте и реконструкции зданий.
Стальные балки (обычно двутаврового профиля) располагаются на расстоянии 1-1,5 м друг от друга. Глубина опирания их концов на стены составляет 200-250 мм.
Рис.5.6. Конструкция балочного перекрытия из сборных
железобетонных элементов:
а – общий вид; б – легкобетонная плита; в – легкобетонный камень-вкладыш; г,д – варианты перекрытия с минеральными полами; 1 – железобетонная балка; 2 – накат из легкобетонных плит; 3 – гидроизоляционный слой; 4 – звукоизоляция; 5 – звукоизоляционная прокладка; 6 – лага; 7 – дощатый пол; 8 – шлак; 9 – шлакобетон толщиной
40 мм; 10 – цементный пол толщиной 20 мм; 11 – затирка раствором
Для увеличения площади давления на кладку в целях предохранения ее от смятия под концы балок укладываются бетонные подушки или стальные подкладки. Концы балок заанкериваются в кладку стен и в необходимых случаях отепляются войлоком с последующей заделкой зазоров по периметру гнезда бетоном (рис.5.7).
Межбалочное заполнение может быть из железобетонных сборных или монолитных плит, а в отдельных случаях из кирпичных сводиков.
Рис.5.7. Конструкция перекрытия по стальным балкам:
а – опирание концов балок на стены; б – деталь крепления анкера; в – перекрытие с заполнением железобетонной монолитной плитой; г – то же, кирпичными сводиками;
1 – стальная балка; 2 – стальной анкер; 3 – бетонная подушка; 4 – болт; 5 – заделка цементным раствором; 6 – железобетонная монолитная плита; 7 – легкий бетон; 8 – керамическая плитка по слою цементного раствора; 9 – кирпичный сводик; 10 – звукоизоляционный слой; 11 – два слоя толя; 12 – дощатый пол по лагам; 13 – стальная сетка; 14 – штукатурка цементным раствором
Перекрытия по деревянным балкам. В настоящее время деревянные перекрытия допускается применять лишь в малоэтажных зданиях и только в районах, где лес является местным строительным материалом. Достоинства их - простота устройства и сравнительно невысокая стоимость. Недостатки - сгораемость, возможность загнивания и относительно малая прочность.
Все деревянные элементы перекрытий выполняются из хвойных пород леса (сосна, лиственница, ель и др.) Балки изготовляются преимущественно в виде брусьев прямоугольного сечения, размеры которых устанавливаются расчетом. (рис. 5.8). Расстояние между осями балок принимается от 600 до 1000 мм.
Для опирания межбалочного заполнения к боковым сторонам балок прибиваются бруски сечением 40 х 50 мм, называемые черепными (рис.5.8). Глубина опирания концов балок в гнездах каменных стен должна быть не менее 150 мм.(рис.5.9). Концы балок антисептируются 3%-ным раствором фтористого натрия или обмазываются (кроме торцов) смолой, а при заделке в наружные стены дополнительно обертываются двумя слоями толя. На внутренних стенах или прогонах под концы балок укладывают два слоя толя на дегтевой мастике. Зазоры между стенками гнезда и концами балок на глубину 40-60 мм наглухо заделываются раствором. Расположение деревянных балок перекрытий, а также их анкеровка аналогичны железобетонным перекрытиям балочного типа (рис.5.1 в).
Заполнение между балками (рис. 5.10) состоит из щитового дощатого наката, смазки по верху наката глинопесчаным раствором толщиной 20-30 мм и звукоизоляционного слоя шлака или прокаленной земли толщиной 60 мм. Полы выполняются дощатыми по лагам с устройством в них по углам помещений металлических вентиляционных решеток. Потолки оштукатуриваются известково-гипсовым раствором по драни или подшиваются листами сухой штукатурки.
Рис.5.8. Конструктивные решения деревянных балок:
1 – балка брусковая одинарная; 2 – балка составная из двух брусков цельной древесины; 3 – балка из клееной древесины; 4 – черепной брусок
Рис. 5.9. Детали опирания деревянных балок перекрытий на
каменные стены:
а – на наружную стену; б – на внутреннюю; 1 – наружная несущая стена; 2 – наружная самонесущая стена; 3 – внутренняя несущая стена; 4 – деревянная балка; 5 – термовкладыш; 6 – два слоя толя на дегтевой мастике или антисептированная зона балки; 7 – анкер из полосового железа; 8 – костыли или гвозди
Рис.5.10. Конструкция перекрытия по деревянным балкам:
а – с дощатым щитовым накатом; б – то же, из пустотелых блоков; в – то же, из легкобетонных блоков (плит); г – перекрытия в санузлах; д – виды накатов; 1 – балки; 2 – накат (щитовой); 3 – штукатурка; 4 – глиняная смазка; 5 – засыпка; 6 – лага; 7 – звукоизоляционная прокладка; 8 – дощатый пол; 9 – пустотелый легкобетонный блок; 10 – черепной брусок; 11 – раствор; 12 – гипсовая плита; 13 – пол из керамической плитки; 14 – цементная стяжка 20 мм; 15 – бетонная подготовка; 16 – два слоя рубероида на мастике; 17 – дощатый пол; 18 – пластины; 19 – доски; 20 – подшивной потолок
При строительстве частных малоэтажных домов из дерева, бетонных блоков или кирпича между этажами чаще всего возводят деревянные перекрытия. Эти конструкции, по сравнению с альтернативными бетонными плитами, обладают рядом преимуществ. Деревянные перекрытия не перегружают стены, при монтаже не требуют привлечения грузоподъемной техники. Кроме этого, они обладают высокой прочностью, долговечностью и приемлемой ценой. Монтаж таких перекрытий достаточно прост, поэтому многие домашние мастера выполняют его самостоятельно.
Конструкция перекрытия
Основа деревянного перекрытия – это балки, которые удерживаются на несущих стенах и служат своеобразным «фундаментом» для остальных элементов конструкции. Так как балки при эксплуатации перекрытия будут нести на себе всю нагрузку, особенно внимание следует уделить их грамотному расчету.
Для балок обычно используют массивный или клееный брус, бревна, иногда - доски (единичные или скрепленные по толщине гвоздями или скобами). Для перекрытий желательно использовать брусья из хвойных пород (сосны, лиственницы), которые отличаются высокой прочностью на изгиб. Брусья из лиственных пород работают на изгиб намного хуже и могут деформироваться под нагрузкой.
На балки перекрытия с обеих сторон закрепляют черновые доски (OSB, фанеру), поверх которых нашивают лицевое покрытие. Иногда пол второго этажа настилают на лаги, которые закрепляют на балках.
Стоит помнить, что деревянное перекрытие со стороны первого этажа будет являться потолком, а со стороны второго этажа (мансарды, чердака) – полом. Поэтому верхнюю часть перекрытия обшивают напольными материалами: шпунтованной доской, ламинатом, линолеумом, ковролином и т.п. Нижнюю часть (потолок) – вагонкой, гипсокартоном, пластиковыми панелями и т.п.
Благодаря наличию балок, между черновыми досками образуется пространство. Его используют для придания перекрытию дополнительных свойств. В зависимости от назначения второго этажа, между балками перекрытия закладывают теплоизоляционны е или звукоизоляционны е материалы, защищенные от влаги гидроизоляцией или пароизоляцией.
В том случае, если второй этаж – это нежилой чердак, который не будет отапливаться, в конструкцию перекрытия обязательно закладывают теплоизоляцию. К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт и т.п. Под теплоизоляционны й слой (со стороны первого отапливаемого этажа) укладывают пароизоляционную пленку (пергамин, полиэтиленовые и полипропиленовые пленки).
Если в качестве теплоизоляции был использован ЭППС, не поглощающий водяных паров, пароизоляционную пленку из «пирога» можно исключить. Поверх теплоизоляционны х или звукоизоляционны х материалов, впитывающих и способных портиться от влаги, укладывают слой гидроизоляционно й пленки. В том случае, если при отделке были исключены возможности попадания атмосферной влаги на чердак, утеплитель можно не защищать гидроизоляцией.
Если второй этаж планируется, как отапливаемое и жилое помещение, то «пирог» пола не нуждается в дополнительной теплоизоляции. Однако, чтобы уменьшить воздействие шума, который будет возникать при передвижении людей по перекрытию, между балок укладывают звукоизоляционны й слой (обычно используют привычные теплоизоляционны е материалы).
К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт, звукопоглощающие панели ЗИПС, звукоизоляционны е мембраны (Tecsound) и т.п. При использовании материалов, способных впитывать водяные пары (базальтовая вата, стекловата), между первым этажом и звукоизолятором укладывается пароизоляционная пленка, а поверх звукоизолятора – гидроизоляция.
Крепление балок к стене
Балки перекрытия могут соединяться со стенами несколькими способами.
В кирпичных или брусовых домах концы балок заводят в пазы («гнезда»). Если используются брусья или бревна, то глубина заложения балок в стены должна составлять не менее 150 мм, если доски – не менее 100 мм.
Части балок, соприкасающиеся со стенками «гнезда», гидроизолируют, оборачивая их двумя слоями рубероида. Торцы балок срезают под 60° и оставляют неизолированными, чтобы обеспечить свободное «дыхание» древесины.
При заведении в «гнездо», между балкой и стеной (со всех сторон) оставляют вентиляционные зазоры в 30-50 мм, которые заполняют теплоизоляцией (паклей, минеральной ватой). Балку опирают на основание паза через антисептированну ю и гидроизолированн ую деревянную дощечку толщиной 30-40 мм. Боковые стороны паза можно засыпать щебнем или замазать цементным раствором на 4-6 см. Каждую пятую балку дополнительно скрепляют со стеной при помощи анкера.
В деревянных домах балки заглубляют в пазы стен не менее, чем на 70 мм. Чтобы предотвратить появление скрипов, между стенками паза и балкой прокладывают гидроизоляционны й материал. В некоторых случаях балки врезают в стены, выполняя соединения типа «ласточкин хвост» и т.п.
Также балки можно закрепить на стене с помощью опор из металла - стальных уголков, хомутов, кронштейнов. Они соединяются со стенами и балками саморезами или шурупами. Данный вариант крепления является наиболее быстрым и технологичным, однако менее надежным, чем при заведении балок в пазы стен.
Расчет балок перекрытия
Планируя строительство перекрытия, для начала следует рассчитать конструкцию его основы, то есть длину балок, их количество, оптимальное сечение и шаг расположения. От этого будет зависеть, насколько безопасным окажется ваше перекрытие и какую нагрузку оно сможет выдерживать при эксплуатации.
Длина балок
Длина балок зависит от ширины пролета, а также от способа крепления балок. Если балки будут закреплены на металлических опорах, их длина будет равняться ширине пролета. При заделке в пазы стен, длину балок рассчитывают, суммируя величину пролета и глубину заведения двух концов балки в пазы.
Шаг расположения балок
Расстояние между осями балок выдерживают в пределах 0,6-1 м.
Количество балок
Расчет количества балок выполняют следующим образом: планируют размещение крайних балок на расстоянии минимум 50 мм от стен. Остальные балки размещают в пространстве пролета равномерно, в соответствии с выбранным интервалом (шагом).
Сечение балок
Балки могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое, двутавровое сечение. Но классическим вариантом все же является прямоугольник. Часто используемые параметры: высота – 140-240 мм, ширина – 50-160 мм.
Выбор сечения балки зависит от ее планируемой нагруженности, ширины пролета (по короткой стороне помещения) и интервала размещения балок (шага).
Нагруженность балки высчитывают, суммируя нагрузку ее собственного веса (для междуэтажных перекрытий – 190-220 кг/м 2) с временной (эксплуатационно й) нагрузкой (200 кг/м 2). Обычно, для эксплуатируемых перекрытий, нагрузку принимают равной 350-400 кг/м 2 . Для чердачных неэксплуатируемы х перекрытий можно брать меньшую нагрузку, вплоть до 200 кг/м 2 . Специальный расчет необходим, если предполагаются значительные сосредоточенные нагрузки (например, от массивной ванны, бассейна, котла и т.п.).
Балки укладывают вдоль короткого пролета, максимальная ширина которого – 6 м. На большем пролете неизбежно провисание балки, которое приведет к деформации конструкции. Однако и в такой ситуации есть выход. Для поддерживания балок на широком пролете устанавливают колонны и опоры.
Сечение балки напрямую зависит от ширины пролета. Чем больше пролет, тем более мощную (и прочную) балку необходимо выбирать для перекрытия. Идеальный пролет для перекрытия балками составляет до 4 м. Если пролеты шире (до 6 м), то использовать необходимо нестандартные балки с увеличенным сечением. Высота таких балок должна составлять не менее 1/20-1/25 от величины пролета. Например, при пролете 5 м нужно использовать балки с высотой 200-225 мм при толщине 80-150 мм.
Конечно, самостоятельно выполнять расчеты балок необязательно. Можно воспользоваться готовыми таблицами и диаграммами, в которых указаны зависимости размеров балок от воспринимаемой нагрузки и ширины пролета.
После выполнения расчетов можно приступать к устройству перекрытия. Рассмотрим весь технологический процесс, начиная с фиксирования балок на стены и, заканчивая, финишной обшивкой.
Технология устройства деревянного перекрытия
Этап #1. Установка балок перекрытия
Чаще всего балки устанавливают с заведением их в пазы стен. Такой вариант возможен, когда монтаж перекрытия ведется на стадии строительства дома.
Процесс монтажа в этом случае выполняется следующим образом:
1. Балки покрывают антисептиками и антипиренами. Это необходимо, чтобы снизить склонность деревянных конструкций к гниению и обеспечить пожаробезопаснос ть.
2. Концы балок подрезают под углом 60°, выкрашивают их битумной мастикой и оборачивают рубероидом в 2 слоя (для гидроизоляции). При этом торец должен остаться открытым, для свободного выхода через него водяных паров.
3. Начинают монтаж с установки двух крайних балок, которые размещают на расстоянии 50 мм от стен (минимум).
Брусья заводят в «гнезда» на 100-150 мм, оставляя вентиляционный зазор между древесиной и стенами не менее 30-50мм.
4. Для контроля горизонтальности балок устанавливают по их верхней плоскости на ребро длинную доску, а поверх нее – пузырьковый уровень. Чтобы выровнять балки по уровню, применяют деревянные плашки разной толщины, которые подкладывают в нижнюю часть паза на стене. Плашки предварительно должны быть обработаны битумной мастикой и высушены.
5. Чтобы исключить скрип балки и перекрыть доступ холодного воздуха, зазор заполняют минеральным утеплителем или паклей.
6. По уложенной контрольной доске выкладывают остальные, промежуточные, балки. Технология их заведения в гнезда стен такая же, как и при монтаже крайних балок.
7. Каждая пятая балка дополнительно закрепляется к стене при помощи анкера.
Когда дом уже построен, то установку балок для перекрытия проще выполнить с помощью металлических опор. В этом случае процесс монтажа таков:
1. Балки пропитывают антипиренами и антисептиками.
2. На стенах, на одном уровне, в соответствии с рассчитанным шагом балок, фиксируют опоры (уголки, хомуты, кронштейны). Крепление выполняют саморезами или шурупами, вкручивая их в отверстия опор.
3. Балки укладывают на опоры и фиксируют их саморезами.
Этап #2. Крепление черепных брусков (при необходимости)
Если удобнее настилать «пирог» конструкции перекрытия сверху, то есть со стороны второго этажа, по кромкам балок с обеих сторон набивают черепные бруски с сечением 50х50 мм. Нижняя часть брусков должна идти вровень с поверхностью балок. Черепные бруски необходимы для того, чтобы укладывать на них доски наката, являющиеся черновой основой для потолка.
Без черепных брусков можно обойтись, если подшивать доски наката снизу, со стороны первого этажа. В этом случае их можно крепить непосредственно на балки, с помощью саморезов (гвозди не подходят, так как их сложно забивать вертикально в потолок).
Этап #3. Крепление досок наката для черновой основы потолка
При монтаже со стороны второго этажа на черепные бруски гвоздями или саморезами закрепляют доски наката (возможно использование OSB, фанеры).
При креплении наката со стороны первого этажа, доски закрепляют на балках снизу при помощи саморезов. При необходимости проложить между балками толстый слой утеплителя или звукоизоляционно го материала, вариант подшивки досок снизу предпочтителен. Дело в том, что черепные бруски «съедают» часть межбалочного пространства, а без их применения толщину перекрытия можно полностью заложить изоляционным материалом.
Этап #4. Укладка пароизоляции (при необходимости)
Пароизоляцию закладывают в конструкцию перекрытия перед утеплителем (который также может выполнять функции звукоизолятора), если есть риск попадания в него пара или возникновения конденсата. Это происходит, если перекрытие устраивают между этажами, первый из которых отапливаемый, а второй – нет. Например, над первым жилым этажом обустраивают неотапливаемую мансарду или чердак. Также пар в утеплитель перекрытия может проникнуть из влажных помещений первого этажа, например, из кухни, ванной, бассейна и т.п.
Пароизоляционную пленку укладывают поверх балок перекрытия. Полотна настилают внахлест, заводя края предыдущего полотна на последующее на 10 см. Стыки проклеивают строительным скотчем.
Этап #5. Устройство теплоизоляции или звукоизоляции
Между балками сверху укладывают плитные или рулонные тепло- или звукоизоляторы. Необходимо избегать щелей и пустот, материалы должны плотно прилегать к балкам. По этой же причине нежелательно применять обрезки, которые приходится стыковать между собой.
Чтобы снизить возникновение ударных шумов в перекрытии (при жилом верхнем этаже), по верхней поверхности балок укладывают полосы звукоизолятора толщиной минимум 5,5 мм.
Этап #6. Укладка гидроизоляционно й пленки
Поверх тепло- или звукоизоляционно го слоя укладывают гидроизоляционну ю пленку. Она служит для препятствия проникновения влаги с верхнего этажа в изолирующий материал. Если верхний этаж будет нежилым, то есть мыть полы там никто не будет и проникновение атмосферной влаги тоже будет исключено, гидроизолирующую пленку можно не использовать.
Гидроизоляционну ю пленку укладывают полотнами, внахлест на 10 см. Стыки проклеивают скотчем для предупреждения проникновения влаги в конструкцию.
Этап #7. Крепление досок (фанеры, OSB) для чернового пола
По балкам сверху нашивается черновая основа для пола второго этажа. Можно использовать обычные доски, OSB или толстую фанеру. Крепление выполняют при помощи саморезов или гвоздей.
Этап #8. Обшивка перекрытия снизу и сверху финишными покрытиями
Поверх черновой основы снизу и сверху перекрытия можно укладывать любые подходящие материалы. На верхней стороне перекрытия, то есть на полу второго этажа, устраивают покрытия из ламината, паркета, ковролина, линолеума и т.д. При обустройстве пола нежилого чердака, черновые доски можно оставить без обшивки.
На нижней поверхности перекрытия, которая служит потолком для первого этажа, нашивают потолочные материалы: деревянную вагонку, пластиковые панели, гипсокартонные конструкции и т.п.
Эксплуатация перекрытий
Если в конструкции были использованы балки с большим запасом прочности, уложенные с небольшим шагом, то такое перекрытие долго не будет нуждаться в ремонте. Но все же проверять балки на прочность нужно регулярно!
При повреждении балок насекомыми или в результате переувлажнения, выполняется их укрепление. Для этого ослабленная балка вынимается, заменяется на новую либо усиливается при помощи прочных досок.
