Монтаж перекрытий в деревянном доме

Пирог межэтажного перекрытия по деревянным балкам

Перекрытие между этажами играет роль одновременно и потолка нижнего, и пола верхнего этажа. От того, насколько правильно будет устроен пирог межэтажного перекрытия зависит звуко- и пароизоляция между помещениями, и его надежность. Конструкция может содержать в своей основе железобетонные плиты, монолитную заливку бетонным раствором, или деревянные балки.

Деревянные перекрытия обладают своими недостатками — они огнеопасны, могут загнить или быть поражены насекомыми, и поэтому нуждаются в специальной дополнительной обработке. Но также у них есть и существенные преимущества — их можно смонтировать без строительного крана и других специальных средств практически в любом месте, а само перекрытие получается легким и в достаточной степени экономичным.

Типы конструкций для деревянного межэтажного перекрытия

Конструкция перекрытия будет зависеть от его длины и требований к максимальной нагрузке. Перекрытие второго этажа может быть устроено на деревянных балках, ребрах или сочетать в одной конструкции и балки и ребра.

Самым надежным по-прежнему считается традиционное балочное перекрытие, но также оно является самым дорогим по стоимости материалов. Допускается пролет перекрытия от 6 до 15 м. Если второй этаж предназначен для помещений жилого типа, то сечение балок должно быть не меньше 150 мм.

Перекрытие на ребрах с шагом 30-60 см хорошо подойдет для каркасного дома с пролетом до 5 м, а в случае двухтавровых ребер — до 12 м. В качестве ребер используются древесные изделия прямоугольного сечения. Для того, чтобы обеспечить должную жесткость в конструкцию добавляют стальные ленты, которыми осуществляется перевязка в виде стяжек-переплетов.

Балочно-ребристая конструкция позволяет увеличить допустимый пролет до 15 м. Балки в этом случае кладутся с большим шагом, и укрепляются перпендикулярно им установленными ребрами. Для сопряжения используют металлические хомуты, монтажные скобы и резьбовой крепеж.

В такой системе расход древесных материалов меньше, поэтому такая конструкция кажется более привлекательной экономически. Но в этом случае увеличивается количество крепежа и монтажных материалов, а также приложенного труда, поэтому сложно сказать, что такая конструкция обойдется дешевле.

Утепление перекрытия

Важные нюансы, которые необходимо учесть до начала работы:

• Расстояние до дымохода до ближайшей балки должно составлять 40 см минимум для обеспечения пожарной безопасности.
• Древесина должна быть абсолютно сухой. В противном случае ее необходимо оставить на подставке, в сухом и проветриваемом месте на полгода.
• Все балки должны быть обработаны антисептическими защитными материалами от грибков, гнили и насекомых.

Пирог деревянного перекрытия между этажами включает в себя 6 слоев:

Конструирование и изготовление деревянной фермы

В современной практике строительства каркасных домов оптимальная высота фермы составляет до 50 см. Такими конструкциями можно перекрыть пролёты до 12 м, а при наличии дополнительной опоры — 20 м и выше.

Расчёт конфигурации деревянной фермы по нагрузке — достаточно сложная инженерная задача. К счастью, большинство изысканий в этом направлении давно выполнены: поставщики подобной продукции берут выполнение расчётов в свои руки, а желающим воспроизвести изделие собственноручно доступны как типовые схемы, так и описание (размеры, материал) составляющих ферму элементов.

Первый тип фермы для устройства перекрытий — прямоугольная с двумя параллельными поясами. Для них используют цельный клееный брус (доску) сосны или лиственницы, сечение которого определяется как треть от расчёта массивной деревянной балки. В крайних точках пояса связаны двумя прямыми вертикальными связями, затем образованная рамка заполняется наклонными и прямыми перекладинами в соответствии с распределением нагрузки на перекрытие. Ширина перемычек и поясов эквивалентна.

Второй тип ферм — вогнутые с прямым верхним поясом и нижней укрепляющей обвязкой. Такая конфигурация рассчитана на преодоление прогиба балки под нагрузкой, она же используется в системах перекрытий с промежуточной опорой.

Соединение связей с поясами выполняется с зарубкой шипа на краях перемычки и паза в теле пояса, взаимная глубина которых не превышает четверти от сечения горизонтального элемента. Каждый соединительный узел усиливается МЗП — металлической зубчатой пластиной.

Паркет для ремонта

Паркет в качестве напольного покрытия известен с XVII века, когда впервые был использован во дворцах королей Франции. Основным преимуществом паркетного пола является его экологичность. Современными производителями предлагается широкий выбор цветовых решений, размеров и способов укладки паркета и паркетной доски, что позволяет сделать ремонт полов в комнате в уникальном для каждого помещения стиле.

Перед укладкой такого покрытия полы выравниваются специальной стяжкой, чтобы перепады высот неровностей не превышали полсантиметра. Далее определяется влажность помещения, для чего на пол укладывается на сутки небольшой кусок полиэтиленовой пленки, края которой закрепляются скотчем. Если в помещении высокая влажность, то пленка изнутри покроется испариной. В этом случае паркет укладывать не рекомендуется.

Недостатками такого покрытия являются высокая цена и неустойчивость к влаге. Также этот материал нельзя использовать при монтировании «тёплого пола».

Расчеты

Расчет сечения позволит не сомневаться в прочности и жесткости конструкции. При этом определяется максимальная длина, которая допускается при каком-либо сечении. Чтобы выполнить расчёт, нужны следующие данные:

• длина деревянной балки перекрытия (точнее, расстояние между несущими стенами);
• расстояние между балками (их шаг);
• нагрузка на конструкцию.

Нагрузка складывается из двух значений: постоянного и временного. Постоянное включает в себя массу самих балок (пока предварительную), утепление, подшивка потолка, черновой и чистый пол. Временная нагрузка — это масса людей и мебели. По нормативным документам для жилых помещений она принимается равной 150 кг/м2. Для чердака можно взять меньше, но рекомендуется — такую же. Это не только обеспечит определенный запас прочности, но и даст возможность в будущем переоборудовать свой чердак в мансарду без реконструкции несущих элементов.

Балочный каркас следует рассчитывать по таким формулам:

В этих формулах q — это нагрузка на кв. м перекрытия, которая включает в себя массу конструкций и 150 кг полезного значения. При этом указанные величины требуется умножить на расстояние между балками. Это вызвано тем, что для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный. l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытие. W = b*h2/6. Зная W, можно легко составить уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Чаще всего деревянная балка уже имеет известную ширину. Удобнее изготавливать ее из доски шириной 50 или 100 мм. Также можно рассмотреть вариант с составным сечением. Его изготавливают из нескольких досок толщиной 50 мм.

Расчетом в указанном случае находят необходимую высоту элемента. Но бывают такие случаи, что нужно вписаться в определенный пирог перекрытия, чтобы не уменьшить высоту помещений. В этом случае в качестве известной величины в уравнение добавляют высоту сечения, а находят ширину. Но чем меньше высота, тем более неэкономичным будет каркас перекрытия.

Для стягивания двух или трех досок между собой удобно использовать металлические шпильки. При этом при закручивании гаек обязательно используют более широкие шайбы. Они предотвращают вдавливание металла в более мягкое дерево. Между деревом и стальными крепежами нужно обязательно предусмотреть изоляцию. Для этого можно использовать такой материал, как ТЕХНОЭЛАСТ марки ЭПП.

Деревянные бруски перед монтажом необходимо гидроизолировать

Перед использованием деревянных элементов их обрабатывают антисептическим составом. Это нужно для предотвращения заплесневения и загнивания. Также рекомендуется выполнить обработку антипиренами, которые повысят пожарную безопасность. При опирании прогонов на стену из кирпича или бетона их концы оборачивают техноэластом, линокромом, гидроизолом или рубероидом.

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.

Пример расчета деревянной балки перекрытия.

Расчет выполняется в соответствии со СНиП II-25-80 ( СП 64.13330.2011) «Деревянные конструкции» и применением таблиц .

Исходные данные.

Требуется рассчитать балку междуэтажного перекрытия над первым этажом в частном доме.

Материал — дуб 2 сорта.

Срок службы конструкций — от 50 до 100 лет.

Состав балки — цельная порода (не клееная).

Шаг балок — 800 мм;

Длина пролета — 5 м (5 000 мм);

Пропитка антипиренами под давлением — не предусмотрена.

Расчетная нагрузка на перекрытие — 400 кг/м2; на балку — q_р = 400·0,8 = 320 кг/м.

Нормативная нагрузка на перекрытие — 400/1,1 = 364 кг/м2; на балку — q_н = 364·0,8 = 292 кг/м.

Расчет.

1) Подбор расчетной схемы.

Так как балка опирается на две стены, т.е. она шарнирно оперта и нагружена равномерно-распределенной нагрузкой, то расчетная схема будет выглядеть следующим образом:

2) Расчет по прочности.

Определяем максимальный изгибающий момент для данной расчетной схемы:

М_max = q_p·L2/8 = 320·52/8 = 1000 кг·м = 100000 кг·см,

где: q_p — расчетная нагрузка на балку;

L — длина пролета.

Определяем требуемый момент сопротивления деревянной балки:

W_треб = γ_н/о·M_max/R = 1,05·100000/121,68 = 862,92 см3,

где: R = R_и·m_п·m_д·m_в·m_т·γ_сc = 130·1,3·0,8·1·1·0,9 = 121,68 кг/см2 — расчетное сопротивление древесины, подбираемое в зависимости от расчетных значений для сосны, ели и лиственницы при влажности 12% согласно СНиП — таблицы 1 и поправочных коэффициентов:

m_п = 1,3 — коэффициент перехода для других пород древесины, в данном случае принятый для дуба (таблица 7 ).

m_д = 0,8 — поправочный коэффициент принимаемый в соответствии с п.5.2. , вводится в случае, когда постоянные и временный длительные нагрузки превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

m_в = 1 — коэффициент условий работы (таблица 2 ).

m_т = 1 — температурный коэффициент, принят 1 при условии, что температура помещения не превышает +35 °С.

γ_сс = 0,9 — коэффициент срока службы древесины, подбирается в зависимости от того, сколько времени вы собираетесь эксплуатировать конструкции (таблица 8 ).

γ_н/о = 1,05 — коэффициент класса ответственности. Принимается по таблице 6 с учетом, что класс ответственности здания I.

В случае глубокой пропитки древесины антипиренами к этим коэффициентам добавился бы еще один: m_a = 0.9.

С остальными менее важными коэффициентами вы можете ознакомится в п.5.2 СП 64.13330.2011.

Примечание: перечисленные таблицы вы можете найти здесь.

Определение минимально допустимого сечения балки:

Так как чаще всего деревянные балки перекрытия имеют ширину 5 см, то мы будем находить минимально допустимую высоту балки по следующей формуле:

h = √(6W_треб/b) = √(6·862,92/5) = 32,2 см.

Формула подобрана из условия W_балки = b·h2/6. Получившийся результат нас не удовлетворяет, так как перекрытие толщиной более 32 см никуда не годится. Поэтому увеличиваем ширину балки до 10 см.

h = √(6W_треб/b) = √(6·862,92/10) = 22,8 см.

Принятое сечение балки: bxh = 10×25 см.

3) Расчет по прогибу.

Здесь мы находим прогиб балки и сравниваем его с максимально допустимым.

Определяем прогиб принятой балки по формуле соответствующей принятой расчетной схеме:

f = (5·q_н·L4)/(384·E·J) = (5·2,92·5004)/(384·100000·13020,83) = 1,83 см

где: q_н = 2,92 кг/cм — нормативная нагрузка на балку;

L = 5 м- длина пролета;

Е = 100000 кг/см2 — модуль упругости. Принимается равным в соответствии с п.5.3 СП 64.13330.2011 вдоль волокон 100000 кг/см2 и 4000 кг/см2 поперек волокон не взирая на породы при расчете по второй группе предельных состояний. Но справедливости ради нужно отметить, что модуль упругости в зависимости от влажности, наличия пропиток и длительности нагрузок только у сосны может колебаться от 60000 до 110000 кг/см2. Поэтому, если вы хотите перестраховаться, то можете взять минимальный модуль упругости.

J = b·h3/12 = 10·253/12 = 13020,83 см4 — момент инерции для доски прямоугольного сечения.

Определяем максимальный прогиб балки:

f_max = L·1/250 = 500/250 = 2,0 см.

Предельный прогиб определяется по таблице 9 , как для междуэтажных перекрытий.

Сравниваем прогибы:

f_балки = 1,83 см < f_max  = 2,0 см — условие выполняется, поэтому увеличения сечения не требуется.

Вывод: балка сечением bxh = 10×25 см полностью удовлетворяет условиям по прочности и прогибу.

Расчет толщины утеплителя

Толщина слоя изоляции играет важную роль. Его рассчитывают индивидуально для каждого дома с учетом конструктивных особенностей, климата и типа утеплителя. Формула приведена в СНиП 23-02-2003:

• R – тепловое сопротивление. Его определяют из таблиц в приложении СНиП.
• А – коэффициент теплопроводности. Для каждого вида утеплителя он свой. Значение указывает производитель или можно найти в таблицах СНиП.

Если требуется уложить утеплитель тонким слоем, то лучше использовать экструдированный пенополистирол и другие материалы в матах или рулонах. Маты повышают прочность и упругость.

Варианты монтажа фанеры на потолок в постройке из древесины

Существуют разные варианты монтажа фанерных листов на потолок дома из древесины. Пирог потолка в деревянном доме зависит от назначения помещения.

Как правило, должны присутствовать следующие слои (сверху вниз):

1. Черновой или чистовой пол верхнего этажа или чердака.
2. Пароизоляция.
3. Балки перекрытия.
4. Теплоизоляция, заложенная между балками.
5. Слой пароизоляции.
6. Обрешетка.
7. Черновой или чистовой потолок из фанеры.

Инструменты и необходимые материалы

В зависимости от способа монтажа фанерных листов могут понадобиться разные материалы и инструменты из следующего списка:

• стремянка;
• дрель;
• шуруповерт;
• строительный и лазерный уровень;
• деревянные рейки или металлические профили для изготовления обрешетки;
• дюбели и саморезы;
• отбивочный шнур;
• фанерные листы;
• перфорированные подвесы;
• клей для работы с древесиной, если планируется приклеивать лист к основанию;
• рулетка;
• линейка;
• карандаш;
• зубчатый шпатель;
• лобзик для резки древесины;
• антисептическая пропитка или грунтовка по дереву.

Если дом новый и ранее не выполнялись работы по гидроизоляции перекрытия, то пленку крепят к балкам перекрытия степлером, делая нахлест полос на 150 мм и проклеивая стыки скотчем. Материал заводят на стены на высоту 20-30 см.

Монтаж на обрешетку

Фанерные потолки в деревянном доме проще всего установить на обрешетку. Этот способ подходит, если базовая потолочная поверхность имеет дефекты и не отличается ровностью. Учтите, что при монтаже фанеры на обрешетку высота помещения уменьшится минимум на 3-5 см. Точная величина зависит от прокладываемых коммуникаций, ровности основания и толщины обрешетки.

Работы по монтажу фанерных листов на обрешетку ведем в такой последовательности:

1. Если базовый потолок неровный, нужно найти самый низкий угол в помещении, используя лазерный уровень. Затем подсчитываем, насколько понизится новый потолок, и откладываем эту величину вниз от найденного угла. После этого отметки переносим на остальные углы и соединяем их при помощи малярного шнура.
2. По разметке на стенах крепим бруски обрешетки или металлический профиль. Они монтируются по периметру всего помещения.
3. Затем к рейке на стеновой поверхности прикрепляем продольные планки обрешетки с шагом 40-50 см. Если конструкция монтируется от базового потолка на некотором расстоянии, то для фиксации реек к потолку используем перфорированные подвесы.
4. Далее проверяем ровность и горизонтальность каркаса и приступаем к установке фанеры.
5. Листы начинаем крепить от одного из углов помещения. Стык соседних плит должен приходиться на середину рейки обрешетки. Листы крепим саморезами по дереву или металлу, устанавливая их с шагом 15-20 см.
6. Между соседними плитами оставляем зазор в 2-3 мм для компенсации расширения материала при изменении температуры и влажности в помещении.
7. Последние в ряду плиты подрезаем по длине и ширине.

Укладка на клей

Если в доме есть черновой потолок и он относительно ровный, то фанерные листы можно приклеить непосредственно к основанию. Для начала нужно подготовить базовый деревянный потолок. Для этого его очищают от старой отделки. Потом тщательно шпаклюют все дыры, щели и устраняют значительные неровности. После высыхания раствора поверхность обрабатывают грунтовкой для древесины.

Теперь можно приступать к приклеиванию фанерных листов. Клеевую смесь наносим на тыльную сторону плиты при помощи зубчатого шпателя и равномерно распределяем по поверхности. Потом прикладываем плиту к потолку и хорошо прижимаем. Держим лист примерно минуту, чтобы клеевая смесь успела схватиться.

Соседние плиты приклеивают с зазором в 2-3 мм. Также оставляют технологический зазор в 0,5 см по периметру помещения. Впоследствии он будет закрыт потолочным плинтусом. Перед выполнением финишной отделки швы между листами тщательно шпаклюют и шлифуют.

Монтаж по балкам

Теперь поговорим о том, как подшить потолок фанерой по деревянным балкам. Это способ подходит для новостройки, в которой еще не выполнялась отделка потолка. Для начала нужно закрепить к балкам слой гидроизоляционной пленки. Как это делать, мы описали выше. После этого слой гидроизоляции дополнительно фиксируется деревянной обрешеткой толщиной 2 см. Это нужно для того, чтобы между фанерным покрытием и гидроизоляционной прослойкой оставался воздушный зазор. Благодаря циркуляции воздуха здесь не будет скапливаться конденсат, который будет способствовать появлению плесени и гнили, а также порче материалов.

Далее к обрешетке саморезами прикручиваем фанерные листы. Крепежные элементы устанавливаем с шагом 10-15 см по периметру листа. Можно дополнительно закрепить плиту в центральной части. Не забываем про зазоры между плитами и по периметру помещения.

Основы устройства деревянных перекрытий

В структуре деревянного перекрытия присутствует несколько элементов, но основным являются балки, которые по своей функциональности делятся на прогоны (опорные балки) и лаги (опираются на прогоны). Поверх лаг делается накат из досок или же листового материала, на который затем монтируется чистовой пол.

Вариант формирования пирога пола

Структура и размеры

В нижней части балок (на их боковых поверхностях) прибивают бруски с небольшим сечением, которые придают прямоугольнику тавровую форму. Таким образом, получаются консоли, на которые опирают щиты или листы, служащие основанием для укладываемого между балками утеплителя.

Черепные бруски в структуре перекрытия

• С потолочной стороны (снизу) к балкам монтируется черновая подшивка, которая послужит основанием для штукатурки, это может быть каркас подвесной конструкции, либо чистовой деревянный накат из строганой и тонированной доски. В общем, тут уже всё зависит от варианта отделки потолка, которому отдано предпочтение.
• Балки, применяемые для сборки деревянного потолка, имеют не только прямоугольное сечение. Это могут быть окантованные брёвна (чаще в бревенчатых домах), обрезные доски толщиной 80 мм (иногда сдвоенных), тавры с одним или двумя черепными брусками, двутавры. Минимальная длина балок обычно составляет 4,5 м, максимум 6 м.

Таблица подбора сечения балок

• Если в структуре перекрытия должны присутствовать черепные бруски (что вовсе не обязательно), они должны быть уже пришиты к балкам до начала их монтажа. Это бруски сечением 40*50 мм, которые крепятся гвоздями 4,5*125 мм с шагом 25-30 см. Как уже было сказано, такие балки можно купить в готовом виде, в заводском исполнении.
• Их изготавливают по действующему с 1987 года ГОСТ 4981, используя в производстве как цельную, так и клееную древесину. Первые маркируют БЦ, а вторые БК, цифра 0, 1 или 2 обозначает количество черепных брусков – далее шифруются параметры длины, высоты и ширины в дециметрах (например, БЦ1 — 42.15.5). Они так же могут быть антисептированы на заводе.
• Вручную черепные бруски пришивают в основном, когда в качестве балок используют брёвна. Для этой цели их боковые грани опиливают. В остальных случаях гораздо проще приобрести готовые двутавровые балки, чем выполнять такую трудоёмкую операцию — что и делает большинство заказчиков.

Вариант с поддерживающей обрешёткой

Заделка концов балок

Наиболее ответственным этапом при монтаже деревянных перекрытий является процесс заделки торцов балок в стены. Тут многое зависит от того, из какого материала эти самые стены возведены.

Если это кирпич, блоки из бетона, установка балок производится в предусмотренные при ведении кладки гнёзда, с открытой или глухой заделкой.

Варианты заделки балок

• При заделке наглухо, конец балки промазывают битумной мастикой и обёртывают пергамином — не закрывая торец, через который происходит выход содержащейся в древесине влаги. Чтобы она лучше отделялась, конец балки запиливается под углом 75-80 градусов к нижней грани. Как вариант, вместо обмазки наносится тройной слой биозащитного грунта.
• При открытом способе заделки посадочные гнезда имеют больший размер, так как балка укладывается на обработанную гидрофобизатором подкладку из дерева. При этом наружная стенка выемки прокладывается утеплительным материалом, а между верхней гранью балки и верхней горизонтальной стенкой гнезда, оставляется вентилируемый зазор.
• И в том, и в другом случае, глубина заделки составляет не меньше 18 см, а щель между балкой и стеной с нижней стороны закрывается пришитым к балке черепным бруском. Монтировать каркас перекрытия плотники начинают сразу же, как только каменщики доведут кладку до нужного уровня. По балкам настилают черновое покрытие, которое позволяет рабочим передвигаться, продолжая кладку верхнего этажа.

Балки с временным настилом

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).