Балки перекрытия — виды, особенности, устройство

Балки перекрытия — виды, особенности, устройство

Балки перекрытия – это опорные несущие конструкции в доме, необходимые для распределения различных типов нагрузок от вышележащих элементов и сооружений: предметов интерьера, верхних этажей, крыши. В зависимости от габаритов строения и типа предполагаемой эксплуатации, межэтажные перекрытия возводят либо из металлических двутавров, либо из более дешевых деревянных балок (цельных, клееных).

Для большинства частных домов, перекрытия на основе балок являются более практичной и эффективной альтернативой монолитным перекрытиям.

Что такое балка перекрытия?

Балка перекрытия – закрепленная опорами прямолинейная несущая конструкция с горизонтальным или наклонным расположением. Все получаемые нагрузки от балок переходят к опорам, в роли которых могут выступать стены, колонны, с последующим распространением между прочими конструктивными элементами сооружения. Верхняя часть балки обычно выступает полом для верхнего помещения, нижняя играет роль потолка для комнаты снизу.

Требования к балкам

Надежное перекрытие подразумевает подбор определенных параметров для балок (длина, толщина, шаг. ), которые выводятся теоретическим путем с помощью специальных расчетов и, в свою очередь, зависят от материала, площади и формы поперечного сечения, а также от способа крепления.

Для частного строительства особенно востребованы балки перекрытия из дерева, сочетающие в себе высокую прочность, надёжность и лёгкость монтажа. Стальные, ж/б и комбинированные вариации задействуются, как правило, в промышленном строительстве и при обустройстве объектов, на которых предполагается повышенная нагрузка на балки.

Однако в любом случае, перед началом возведения сооружения необходимо проверить:

  • Балку на прочность. То есть рассчитать совокупные нагрузки на перекрытие. Стандартные величины для чердачного перекрытия – 105 кг/м 2 , межэтажного – 210 кг/м 2 , в исключительных случаях до 400 кг/м 2 .
  • Балку на жесткость. То есть рассчитать балку на прогиб и он должен не превышать значений указанных в таблице:

Выполнить подобные операции самостоятельно без профильного образования достаточно сложно, поэтому если вас интересует расчет балки онлайн – вы можете рассчитать все необходимые величины на нашем функциональном калькуляторе. Программа не требует специальных навыков.

Стоимость перекрытия: дерево и железобетон

В 95% случаев люди объясняют выбор деревянного перекрытия тем, что оно дешевле железобетонного.

Разберёмся так ли это на самом деле и рассчитаем стоимость деревянного и железобетонного перекрытия, сравним их в конце статьи. Неожиданные выводы получились в итоге. Это нужно знать.

Когда люди строят себе дом из газоблока, керамического блока или кирпича, не редко выбирают деревянное перекрытие, считая, что оно будет дешевле. Я часто сталкиваюсь с подобным решением на стройке, во время обследований зданий и при проектировании домов.

Давайте сравним и разберёмся с этим вопросом на примере перекрытия 5,5х10 метров.

Железобетонные перекрытия

Изделия этого типа могут представлять собой:

  • Сборные пустотные ЖБИ плиты. Они изготавливаются в заводских условиях, поэтому в продаже есть типовые модели шириной на 1,0, 1,2 и 1,5 метров. Толщина изделий составляет 220 мм. Длина может быть от 2,4 до 9,0 метров. Плиты этого типа отличаются большим весом. Один «квадрат» такой плиты будет весить не менее 300 кг. Поэтому нужно понимать, что несущие конструкции должны выдержать их вес. Кроме этого придется освободить рядом с домом пространство, так как изделия доставляются, а потом монтируются с использованием автокрана.
  • Монолитные железобетонные плиты. Бывают плоскими или ребристыми. Для их монтажа в обязательном порядке строится опалубка и выполняется армирование. Толщина монолитных плит чуть меньше – 200 мм. Также они подходят только для пролетов менее 4,5 м. Но несмотря на меньшую толщину, один «квадрат» такой плиты будет весить больше – 480 кг. Если хочется использовать облегченные конструкции, то стоит выбирать ребристые плиты. Но в этом случае нужно будет выполнить более сложную опалубку.
  • Комбинированные перекрытия, которые называют сборно-монолитными. Конструкция таких изделий может отличаться. Но чаще всего строители пользуются вариантом, когда используются несущие монолитные балка из прокатного профиля.

Это надежные и долговечные конструкции, но тем не менее, чтобы сделать выбор нужно рассмотреть их преимущества и недостатки.

Плюсы перекрытий

Прежде всего стоит отметить преимущества. Их у железобетона не мало. Например, такие изделия:

  • Не подвержены атакам грызунов и насекомых.
  • Подходят для кирпичных, бетонных домов, построек из газоблоков.
  • Обладают отличной механической прочностью. Если перед укладкой деревянных балок нужно уточнить их прочность на изгиб, то в случае с железобетоном такого вопроса вообще не встает.
  • Обладают долгим сроком службы. Такие перекрытия не изменят своих характеристик на протяжении более, чем 50 лет.
  • Скорость работы. Железобетонные перекрытия можно уложить за несколько часов.
  • Пожаробезопасны. Для этого не нужно думать о специализированных пропитках или ЛКП.
  • Обладают отличными параметрами звуко- и теплоизоляции.
  • Могут быть установлены независимо от сейсмических показателей почвы.
  • Не требуют дорогой отделки.
  • Позволяют строить здания большей этажности.
  • Не требуют дополнительного утепления и вентиляции.
  • Подходят для строительства помещений с повышенной влажностью. Именно ЖБИ используется для саун, ванных, душевых и прочих посещений.
  • Позволяют уложить плитку в качестве напольного покрытия.
  • Не «съедают» высоту потолка за счет своей толщины.

Плюсов конечно предостаточно, но есть и минусы.

Недостатки ЖБИ перекрытий

Самым главным минусом является цена вопроса. Придется потратиться не только на сам материал, но и на услуги тяжелой строительной техники. Также нужно заплатить самим рабочим и за аренду монтажного оборудования. Кроме этого автомобиль с плитами должен как-то подъехать к дому. Если у вас нет ворот, а вокруг много построек, то подъезд будет перекрыт.

Также стоит выделить такие недостатки, как:

  • Высокий вес готовых плит. Это означает, что само основание дома и стены должны быть очень прочными. Либо придется усиливать конструкцию, а это еще больше финансовых вложений.
  • Возможность ошибки монтажа. Есть риск, что появится так называемый мостик холода.
  • Для монтажа чистового потолка придется арендовать или купить дорогостоящие буры и сверлильные аппараты.

Также есть риск, что арматура, расположенная в плитах, будет негативно сказываться на сигнале, например, wi-fi роутера. Некоторые считают, что металл негативно влияет и на самого человека.

Разумеется, если вы строите дом на несколько этажей, то особого выбора нет. Придется устанавливать железобетонные перекрытия. Только не стоит экономить и покупать изделия кустарного производства.

Достоинства и недостатки деревянного перекрытия между этажами

Межэтажное деревянное перекрытие из балок устанавливается при том условии, что ширина пролета не больше 8 м. Между этажами также есть свои несущие конструкции, и это балки, для которых используется брус с сечением 150х100 мм или 150х150 мм. Чтобы определить расстояние между балками, можно своими руками провести расчет. Как правило, этот параметр варьируется 0,6-1 м.

Среди преимуществ деревянных перекрытий между этажами стоит отметить длительный срок службы и надежность

В любом случае требуется наличие гидропароизоляционной пленки, которая исключает проникновение и образование излишек влаги.

Читайте также  Осциллятор сварочный

Поверхность пола, как чердака, так и подвала, нужно обрабатывать специальными антисептиками для дерева. Деревянные перекрытия самые легкие и потому их устанавливают в жилые дома, особенно используют для чердачного помещения.

  • Экологически чистое;
  • Обладает хорошей теплоизоляцией;
  • Смотрится очень эстетично.

Есть минусы у древесного полотна и заключаются они в склонности к образованию микроорганизмов, грибков и плесени, гниении и разрушении, деформировании полотен, если они изначально выбраны низкого качества.

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий

В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.

Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:

  • Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей);
  • Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента;
  • На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная;
  • Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия);
  • Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).

Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:

  • Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона;
  • Низкая огнестойкость (без специальной пропитки);
  • Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.

К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).

Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

Алгоритм укладки бруса

Во время возведения стен, предназначенные для укладки бруса, застилают своими руками в несколько слоёв рубероидом. За 1 день до укладки брус обрабатывают раствором антипиреном с целью защиты от огня.

На концах брус обтёсывают под углом 60° и обрабатывают их антисептическим раствором, потом – смолой.

Концы деревянного бруса оборачивают в гидроизоляционный материал и помещают в ниши. Расстояние от концов бруса до стен ниши должно оставаться не менее 4 см. Это устройство заполняется пенопластом или минеральной ватой.

Перекрытия в доме из бруса своими руками

Если стена кирпичная, и толщина стены меньше двух кирпичей, пространство наполняют раствором из цемента. Каждую третью балку фиксируют анкером, выступающим из стены на 20 см, заложенным во время строительства стены. Предварительно в балке своими руками высверливается устройство под анкер, соответствующего диаметру и глубине.

В стене брус дополнительно крепят кронштейном, прикреплённым к деревянным балкам.

Балки кладут от стен к центру, проверяя ровность укладки нивелиром. Обнаружив неровность, её устраняют при помощи просмолённых досок, подогнанных по ширине. Запрещается стёсывать брус или подкладывать под щепки, так теряется прочность конструкции.

Балки укладываются своими руками строго параллельно друг к другу с одинаковым шагом.

Крайние балки никогда не располагают тесно к стене, оставляют, по крайней мере, 10 см. Никогда не устанавливают брус непосредственно возле трубы дымохода.

Типы монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия делят на безбалочные, балочные и кессонные (ребристые).

1 тип. Безбалочное перекрытие. Это сплошная плита, которая опирается на колонны здания. Которые в свою очередь могут быть с капителями и без них. Чтобы обеспечит необходимую жесткость в местах где опирается плита на колонну уменьшаются пролеты перекрытия и нагрузки распределяются равномерно.

2 тип. Балочное перекрытие.Это плита которая опирается на балки, которые опираются на колонны. Балки в данном случае являются несущим элементом каркаса здания. Балки могут располагаться как только вдоль или поперек здания, так и в двух направлениях сразу.Размеры ширина и высота балки определяются расчетом и находятся в прямой зависимости от расстояния между колоннами здания, чем больше расстояние тем больше сечение балки.

3 тип. Кессонное (ребристое) перекрытие. Это облегченное перекрытие, которое состоит из ребер (балок) перекрытия расположенных в двух направлениях с небольшим шагом (не более 1,5 метра). Балки такого перекрытия делят на главные и второстепенные. Главные опираются и передают нагрузку на колонны. А второстепенные служат опорой для плиты и опираются на главные балки.

Железобетонные плиты перекрытия

Плиты перекрытий являются частым выбором для домов из газобетона. ЖБ-плиты обладают следующими преимуществами и недостатками:

  1. Невысокая стоимость.
  2. Хорошая несущая способность (от 400 до 800 кг/м2).
  3. Высокая скорость монтажа самих плит.
  4. Хорошая звукоизоляция перекрытия.
  5. Длина плиты до 9 метров.
  6. Для монтажа требуется нанимать кран.
  7. Необходимо строить армопояс по периметру стен.

Деревянные двутавровые балки для перекрытий: в чем их особенность и удобство использования?

Интересно, что у слов «кентавр» и «двутавр» один из корней общий: др.-греч. ταύρος — «бык». Первое из них означает «охотник на быка», а второе, соответственно, можно перевести как «пара быков». И это вполне увязывается с темой нашего разговора, ведь для такого силового элемента в конструкции перекрытия, как несущая балка, крепость и выносливость двутавра только приветствуются

Двутавровые балки разной высоты

Для строительства перекрытий современная канадская технология предлагает вместо балок из массивной или клееной древесины использовать двутавровые балки (в виде двух сращенных букв «Т»), состоящие из деревянных полок — верхней и нижней — и соединяющей их стенки, изготовленной из ориентированно-стружечной плиты (ОСП). В отличие от цельных изделий, принимающих на себя одновременно и нагрузку на изгиб, и нагрузку на растяжение, у такой балки эти усилия оказываются распределены на разные элементы конструкции, что и придает ей повышенную прочность и надежность. По жесткости деревянный двутавр в десятки раз превосходит брусья из массива с аналогичной площадью сечения.

Двутавровые балки отличаются стабильностью (их не «ведет», как обычный брус, при колебаниях температуры и влажности), они не прогибаются, а значит, устроенные по ним полы не будут «гулять» и скрипеть под ногами, передавая ударный шум в расположенное ниже помещение, а также не меняют своих физико-технических характеристик с течением времени. Кроме того, сама конструкция балок, а точнее, их профиль упрощает процесс создания утепляющего контура в «пироге» пола, для чего может быть использована не только плитная, но и засыпаемая (задуваемая) теплоизоляция — эковата.

Читайте также  Датчик протока воды

Сферой применения двутавра могут быть не только перекрытия с длиной прогона до 12–14 м, но и стеновые каркасы, стропильные системы, опалубка, для чего выпускаются специализированные серии материала

Двутавровые балки легкие, поэтому для работы не требуется специальная техника

Изделия имеют небольшой вес — в среднем от 4–5 кг/пог. м, поэтому не требуют применения подъемной техники для монтажа и идеально подходят для реконструкции старых зданий. По той же причине они не оказывают серьезного давления на фундамент, что позволяет ощутимо сэкономить на нем при строительстве или обойтись без усиления уже существующего основания.

Еще одно весомое преимущество двутавровых балок — доступная цена. Продукция отечественного производства, изготовленная из качественного сырья на высокотехнологичном оборудовании, стоит порядка 300–550 руб./пог. м. Разумеется, перекрытие из досок обойдется дешевле, но установка в этом случае дополнительных опорных стоек, а также устранение почти неизбежных дефектов конструкции (самый распространенный из них — деформация обшивки пола и потолка из-за прогиба несущих элементов) в результате сведут такую экономию к нулю.

Чтобы не приобрести материал, изготовленный полукустарным способом, убедитесь в наличии у производителя сертификата качества на продукцию, а также попросите предоставить вам результаты технических испытаний ее образцов (отсутствие соответствующих протоколов — серьезный повод отказаться от покупки)

Материалы изготовления, параметры

При изготовлении деревянного двутавра российские производители руководствуются правилами и стандартами, определяющими требования к опорным конструкциям из древесины, а также к качеству и свойствам применяемых для этого пиломатериалов: ГОСТ 8486, 30244-94, 29850, 19414-90, 4981-87, СНиП II-25-80 и 2.08.01-89. Базовой же документацией на сегодняшний день являются технические условия, разработанные на основе оригинальной канадской технологии: ТУ 5366-001-49828710-2001 «Балки перекрытий и покрытий и стойки стен деревянные» и ТУ 5366-002-96226217-2008 «Двутавровые деревянные балки и стойки».

Производство двутавровых балок

Полки двутавра могут быть изготовлены как из массива хвойных пород (ель, сосна, лиственница), так и из клееного или LVL-бруса. Если это цельная древесина, то она должна пройти камерную сушку и иметь влажность 13–16%. Стандартный размер брусков (Ш × В): 64/89 × 38 мм (усиленные широкополочные балки серий БДКУ и БДКШ) и 38 × 64 мм (серия БДК для укороченных пролетов и устройства контура обвязки).

Стенку, соединяющую две полки, делают из 10-миллиметровых плит ОСП-3. Обратите внимание: если с этой целью производитель использует березовую фанеру или клееный брус, их расчетные толщины должны обеспечивать необходимые прочностные показатели.

Для сопряжения деталей в полках фрезеруют конусообразные канавки глубиной 12–13 мм, наносят клей и «вклинивают» в них края перегородки, получая плотное замковое соединение типа «паз-гребень». Согласно технологии склейку выполняют водо- и термостойким меламиновым или феноло-резорцино-формальдегидным составом высокой прочности, до полного высыхания которого конструкцию держат под обжимом. Для дополнительной механической фиксации детали сшивают шпильками с помощью пневмоинструмента.

Высота готовых опор составляет 241–457 мм. Допустимые погрешности в геометрии изделий ± 2 мм, отклонения фактической массы от номинальной ±10%.

Необходимый шаг установки балок подбирают в зависимости от их параметров, длины перекрываемого пролета и расчетных нагрузок.

Для предохранения от порчи и повышения огнестойкости древесина должна быть обработана огнебиозащитными препаратами, и некоторые производители опционно предлагают выполнить такую пропитку в заводских условиях. Это добавит к стоимости материала порядка 15 руб./пог. м

Наряду с деревянным двутавром, существует и такой вариант опор для перекрытий, как HTS-балки, схожие с ним по физико-механическим характеристикам и по конструкции. Они также имеют двутавровое сечение, а их верхняя и нижняя полки изготовлены из деревянных брусков. Отличие в том, что соединяющая эти бруски стенка представляет собой не плиту ОСП, а непрерывный лист легированной оцинкованной стали толщиной 0,5 мм с полимерным покрытием. Притом лист обладает волнистым профилем — это обеспечивает ему дополнительные ребра жесткости для увеличения несущей способности и достижения стабильности размеров балки.

В краях стенки выштамповывают крепежные зубья S-образной формы и запрессовывают их в древесину на глубину 20 мм. Чтобы повысить прочность опоры и ее сопротивление изгибу, между брусками могут устанавливать две стальные стенки, расположенные на расстоянии 15–20 мм. Высота деревянно-металлических балок — 180–490 мм, длина — до 24 м. Масса 7–27 кг/пог. м.

Особенности монтажа

Из деревянного двутавра можно делать перекрытия как в зданиях из кирпича, блочного и монолитного бетона, так и в бревенчатых, брусовых и каркасных постройках.

Опирание двутавровых балок на фундамент

При возведении каркасного дома целесообразно заказывать полный стройкомплект, в котором уже предусмотрены все конструкционные связи перекрытий с нижней обвязкой, стеновыми стойками и карнизным свесом.

В каменных и деревянных домах используют два основных вида поперечного соединения балок со стенами — опорное или с помощью монтажных кронштейнов. В первом случае балки могут быть сплошными; сращенными, со связью из блока-перемычки в месте опирания на стену; а также заделанными торцевой частью в толщу кладки, сруба или бетона (минимум на 100 мм, если стена наружная, и на 50 мм — если внутренняя; торцы балок при этом обязательно обрабатывают антисептиком).

Кронштейны подбираются отдельно для каждого типа двутавра и позволяют установить его не только строго перпендикулярно, но и под нужным углом к несущей конструкции. Выбор крепежных изделий (гвозди, саморезы) зависит от стенового материала.

Способы опирания балок на стену

В кирпичных и блочных постройках пустоты вокруг балок заполняют кладочным раствором, в стенах из бруса или бревна прокладывают утеплителем (применять с этой целью монтажную пену нельзя), а в бетонных — замоноличивают, используя двутавровые балки обвязки в качестве внешней опалубки.

Балки нижнего перекрытия крепят торцами к непрерывной окантовочной балке, установленной поверх бруса обвязки. Последний укладывают на верхнюю плоскость ленточного фундамента либо на специально отлитую в нем полку-уступ.

О том, как настелить полы по деревянным балкам, читайте в статье «Безупречный черновик».

Для сращивания двутавра применяют накладки из фанеры или ОСП, которые крепят на стык балок. Такие же накладки, а также специальные блоки-вставки (играют роль прослойки между стенками в сдвоенных балках) служат для усиления наиболее ответственных узлов конструкции: угловых и торцевых соединений, консольных выносов и т. п.

Скрытая прокладка инженерных систем

Прокладка воздуховода в двутавровых балках

Весьма важное преимущество двутавра — удобство проведения в перекрытии коммуникаций: водяных и вентиляционных труб, кабелей и т. п., для чего в стенках балок достаточно проделать отверстия нужной формы. Наносить разметку и высверливать проходы следует еще «на земле», до укладки перекрытия. Основная задача при этом — не допустить ослабления конструкции, и потому производители разрабатывают специальные руководства, где, исходя из значений предполагаемых нагрузок, длины пролета и типа балок, указывают возможные размеры, форму и места расположения технологических отверстий. Некоторые общие правила гласят:

— круглые пропилы диаметром до 38 мм могут находиться в любом месте стенки, но только не над узлом опирания балки на несущие конструкции;

Читайте также  Чем покрыть столешницу из сосны

— промежуток между круглыми отверстиями должен быть равен минимум 2,5 диаметрам большего из них, а между прямоугольными — составлять не меньше их пятикратной ширины;

— длинная сторона прямоугольного отверстия не может превышать его высоту более чем в 1,5 раза;

— отверстия любой формы должны быть отцентрованы, а между их краями и полками балки — выдержаны зазоры не менее 6,5 мм.