Правила утепления межэтажных перекрытий

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07–85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Наименование материала	Плотность или насыпная плотность, кг/м 3
Асбоцементный лист	750
Базальтовая вата (минеральная)	50–200 (от степени уплотнения)
Берёза	620–650
Бетон	2400
Битум	1400
Гипсокартон	500–800
Глина	1500
ДСП	1000
Дуб	655–810
Ель	420–450
Железобетон	2500
Керамзит	200–1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон	1800
Кирпич полнотелый	1800
Линолеум	1600
Опилки	70–270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб	22 кг/м 2
Паркет, 20 мм, щитовой	14 кг/м 2
Пенобетон	300–1000
Пенопласт	60
Плитка керамическая	18 кг/м 2
Рубероид	600
Сетка проволочная	1,9–2,35 кг/м 2
Сосна	480–520
Сталь углеродистая	7850
Стекло	2500
Стекловата	350–400
Фанера клееная	600
Шлакоблок	400–600
Штукатурка	350–800 (от состава)

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

2. Переменная нагрузка

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

3. Суммарная нагрузка

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

• 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
• 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2 ) приведен в таблице 3.

Таблица 3

Материал	Объем, м 3	Плотность, кг/м 3	Масса, кг	Удельная нагрузка, кг/м 2
Брус (сосна)	9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455	500	222,75	14,85
Доска (сосна)	15 х 0,04 = 0,6	500	300	20,0
Фанера	15 х 0,01 = 0,15	600	90	6,0
Линолеум	15 х 0,005 = 0,075	1600	120	8,0
Минвата	15 х 0,12-0,405 = 1,395	100	139,5	9,3
Итого:	58,15
С учетом k = 1,2	70

Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м 2 .

Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м 2 .

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)

• qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
• L — длина балки, L = 330 см;
• Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
• J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .

Для нашего примера:

h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:

Перекрытия по деревянным балкам

Деревянные перекрытия состоят из деревянных балок прямоугольного сечения, преимущественно из сосновых бревен. Сечение балок и расстояние между ними можно рассчитать по таблице. (Рис.1)

Рис.1

Преимуществом перекрытия по деревянным балкам является небольшой вес и их стоимость. К недостаткам можно отнести, низкую огнеупорность, подверженность гниению.

Балки укладывают параллельно друг другу, на одинаковом расстоянии. В кирпичные стены концы балок заделывают наглухо. При этом концы балок отпиливают под углом 60 град., покрывают на длину 0.75 м противогнилостной обмазкой, потом обмазывают смолой на всю глубину заделки с запасом 5 см и в пределах осмолки обертывают толем. Торцы балок нельзя обмазывать смолой, их оставляют открытыми т.к. происходит диффузия влаги в деревянной балке.

Гнездо балки со всех сторон заделывают раствором , оставляя при этом воздушный зазор между стеной и скошенным торцом балки шириной 3-5 см. Балки возможно укладывать и в открытые гнезда на просмоленные и покрытые толем подкладки, концы балок оставляем открытыми.

Выбираем материал для устройства межэтажных перекрытий

Есть 3 вида перекрытий для домов разной этажности:

• подвальное (цокольное, нижнее);
• чердачное (верхнее);
• межэтажное.

Любое из них состоит из 2 конструктивных элементов: опор (балок) и обшивки (настила). В зависимости от назначения деревянных перекрытий для их устройства используют разные материалы. Поскольку все они состоят из древесины, монтажные работы можно выполнить своими руками, не привлекая сложную грузоподъемную технику.

Деревянные перекрытия можно выстраивать только в том случае, если ширина пролета между конструктивными элементами здания составляет не более 8 м.

Критерии выбора балок

В качестве опорных элементов используют следующие материалы:

• цельный брус;
• сбитые доски;
• окоренные бревна.

Стандартное сечение балок — 150/150 мм или 20/150 мм для бруса, 140/240 или 5/20 мм для досок. Можно использовать клееный брус. По прочности на изгиб он не уступает цельному, а зачастую и превосходит его. Любой выбранный для устройства деревянных перекрытий материал должен быть хорошо высушенным и не иметь изъянов в виде трещин, сучков и червоточин.

Бревна выбирают, постукивая по ним обухом топора. Дерево должно издавать при этом чистый и звонкий звук. Рекомендуется использовать хвойные сорта древесины, так как они работают на изгиб значительно лучше лиственных. Длина балок должна быть такой, чтобы была возможность уложить опору в предназначенные для этой цели гнезда в стенах.

Требования к деревянным перекрытиям

• конструкция должна быть прочной и безупречно выдерживать предполагаемые нагрузки;
• все элементы перекрытия в деревянном доме должны быть рассчитаны на такой срок службы, который соответствует планируемому периоду эксплуатации здания;
• межэтажные перекрытия должны предусматривать наличие тепло-и звукоизоляционной составляющей.

Расчет предполагаемой нагрузки

Перед началом работ выполняют расчеты, которые помогают определить требуемое сечение балок, шаг между ними, количество пиломатериала. Для этой цели либо используют специальные программы, либо ориентируются на стандартные показатели. Они таковы:

1. Для полетов, ширина которых не превышает 2200 мм, берут балки сечением 75х100 мм.
2. Для пролетов в 3200 мм — сечением 100х175 мм или 125х200 мм.
3. Для пролетов шириной 500 мм — балки сечением 50х225 мм.

Опоры укладывают с шагом не менее 60 см. Если балки крупного сечения, расстояние между ними увеличивают до 1 м. Монтаж перекрытия начинают от одной из коротких стен дома. Брусья (бревна) должны быть уложены перпендикулярно длинным стенам.

Соединение деревянных балок

Применяете ли вы деревянные балки в интерьере дома, делаете ли крышу, возможно строите терасу, вам будет необходима информация — как делается соединение деревянных балок.

Если раньше соединения делали с помощью шипов, то этот дедовский метод, постепенно остается в прошлом, возможно им еще пользуются профессионалы, но скорей всего в ближайшее время они стануть использовать более современные подходы.

Ведь в наше время металлические соединители позволяют быстро и надежно соединять деревянные балки. В отличие от завинчивания, которое к тому же подходит только для определенных типов соединений, таких как диагональные распорки. На сегодняшний день, соединители для деревянных балок есть практически для любого варианта соединения.

Соединители изготавливаются из листовой стали и предварительно просверлены. Меньшие отверстия 3,5 или 4,5 мм отлично подходят для оцинкованных V-образных или гребенчатых гвоздей. Некоторые фитинги также имеют более крупные отверстия диаметром 11 или 13,5 мм. Они используются для винтов с шестигранной головкой.

Ниже мы объясним, какой и куда подходит фитинг для соединения деревянных балок.

1. Т-образные соединения для деревянных балок

Если вы хотите, соединить балку с поперек стоячей балкой или, наоборот, чтобы балка вертикально стоячая соединилась с горизонтальной, вы можете сделать такое соединение несколькими способами:

Прямые соединители имеют длину от 96 до 180 мм (на рисунке слева) и крепятся гвоздями или даже большие прямые соединители с длиной до 400 мм или даже до 1250 мм – что позволяет крепить к балке на большом растоянии.

Т-образные соединители, также еще называют крестовые соединители, подходят для т-образных соединений из 3-х балок (2 поперечные балки укладываются рядом друг возле друга на одном столбе). Обычно такие типы соединений используются при постройке навесов или террас.

2. Крепления для соединения деревянных балок

Такие крепления применяются, прежде всего, в том случае, если необходимо дополнительно стабилизировать прямоугольные соединения балки. Они устанавливаются под углом 135°, для крепления под другим углом используется соединитель с регулируемым углом.

В качестве альтернативы вы можете использовать универсальные соединители (многофункциональные Соединители) с прорезанными концами Бедер. Эти соединители имеют заданную точку изгиба, так что они могут быть адаптированы к любому требуемому углу. Таким образом, эти соединители для балок можно использовать очень разнообразно.

3. Стропильные соединения для балок

Стропильные соединения применяются, прежде всего, для кровельных конструкций. Здесь необходимы особо прочные балочные соединения, так как они часто подвергаются сильным воздействиям ветров.

Такие прочные соединения достигаются с помощью стропильных соединителей, которые доступны в шести стандартных размерах. Изготавливаются такие изделия двух видов — правые и левые — чтобы можно было закрепить балку с двух сторон.

4. Соединители балок в виде башмака

Балочные башмаки используются при соединении балки с главной балкой. Эти соединения являются, в частности, наиболее распространенными при обустройстве интерьера помещения с помощью балок.

Это особо прочное соединение, которое используется не только чтобы соединить балку с балкой, но и балку с бетонном или кирпичом, металлом.

Такие соединители выпускаются в различных исполнениях: для крепления снаружи — тип А, для крепления внутри — тип B. Второй тип позволяет сделать более незаметное соединение, но имеет меньшую жесткость по отношению кручения, чем первый тип.

Соединение балки с балкой, которая не соответствует стандартным размерам, можно реализовать с помощью двухсекционного соединителя — Vario (тип C).

5. Угловые соединители для деревянных балок

Угловые соединители или угловые листы подходят, прежде всего, для прямоугольных деревянных соединений, на которые не будет действовать большая нагрузка. Поэтому они часто используются при изготовлении мебели и при внутренней отделке помещений.

Угловые соединители предлагаются в различных размерах и исполнениях, например, в качестве угла с перфорированной пластиной или с продольными отверстиями. Таким образом, они могут быть очень универсальными.

Для обеспечения большей устойчивости нужно использовать специальные соединители для тяжелых условий эксплуатации.

6. Перекрестные соединители для балок

Перекрестные соединители используются, например, при строительстве перголы. Для закрепления такого рода соединения балок, соединители доступны в нескольких вариантах.

Пирог межэтажного деревянного перекрытия. Варианты фиксации балок перекрытия к деревянным стенам

Есть довольно много способов, опытные строители принимают окончательное решение на месте. Новичкам можно порекомендовать воспользоваться одним из перечисленных методов.

На торцах балок делаются выемки под размеры бревен . Достоинства – балки прочно лежат на стене, дополнительной фиксации во многих случаях не требуется. Недостатки – подрезанные элементы теряют в прочности, для подготовки каждой балки надо терять довольно много времени

Во время расчетов надо принимать во внимание не общую ширину, а только в месте подреза. А там она значительно уменьшается, за счет чего увеличивается расход пиломатериалов.
Торцы балок лежат на линии сруба, под них проделываются специальные проемы

Очень простой и проверенный временем метод, универсального применения. Профессиональные строители стараются всегда использовать такой способ монтажа балок перекрытия второго этажа.
Укладка в углубления удобна тем, что каждый элемент располагается на своем месте, которое заранее подготовлено

При помощи металлических специальных крепежных приспособлений . Они подбираются под размер балки и прикручиваются или прибиваются к внутренним поверхностям фасадных стен. Балки вставляются в посадочные места. Преимущества метода – простота и легкость монтажа. Недостатки – несущие возможности уменьшаются, крепление самое слабое место и не может выдерживать таких же нагрузок, как и балка.

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

• цокольные,
• межэтажные,
• чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

• балки,
• подшивное перекрытие,
• изоляционные слои,
• накат,

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

• крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
• следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
• крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
• между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

• доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
• пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

Технология монтажа деревянных перекрытий ↑

Брусы необходимо тщательно распределять, располагая их строго горизонтально и параллельно относительно друг друга. Шаг размещения брусков или досок должен быть по всей площади одинаковый.

Гвоздевая пластина

Допускаемый прогиб настила не должен превышать 1/350 длины балки, то есть на 3,5 м длины балки величина прогиба не должна быть более 10 мм. Если пролет велик, а сечение для создания необходимой прочности недостаточно, можно установить вертикальные колонны и построить дополнительно несущие стены. При монтаже добавочных колонн или несущих стен используют специальный перфорированный крепеж.

В местах соприкосновения слег с несущими элементами нужно стелить изолирующие материалы, к которым, например, относится демпферная лента. Можно использовать несколько слоев рубероида или листовой резины, что также послужит гидроизоляцией.

Перфорированная опора бруса

Часто стали использовать специальные кронштейны из перфорированного металла, благодаря которым монтаж балок можно выполнять встык с несущей стеной, собирать узлы стыковки ригелей и коротких брусков. К примеру, становится понятно, как сделать перекрытие второго этажа с проемом для расположения лестничного марша или проходом для дымохода.

У такого соединения имеются определенные достоинства:

• Т-образный узел отличается надежностью;
• монтаж делается быстро и без вырубки посадочного места в брусе, что сохраняет прочность конструкции;
• в стене нет необходимости создавать полость для упора балки, что не нарушает теплоизоляционных свойств стены;
• становится возможным использовать балки меньшей длины, чем ширина закрываемого проема.

Вариант монтажа с опорами

Далее крепят на установленные слеги настил с необходимыми слоями утеплителя. Количество слоев утеплителя и тип используемых материалов зависит от вида перекрытия.

Виды перекрытий и их устройство

Варианты укладки

Утепление любого межэтажного перекрытия по деревянным балкам может проводиться как сверху балок (со стороны верхнего этажа), так и снизу (со стороны нижнего этажа).

Особых требований нет, способ выбирают просто по удобству. К примеру, если в небольшом подвале или на тесном чердаке не хватает места для комфортной работы – перекрытия утепляют со стороны жилого помещения.

Утепление снизу

Утепление перекрытия снизу – достаточно легкий способ. К балкам перекрытия снизу набивают обрешетку из досок или слой древесных плит. Необязательно даже покупать новые материалы – на этом этапе пригодятся и обрезки, оставшиеся от строительства дома.

Если теплоизоляция создается из ваты, пеноплекса или пенопласта, то перед созданием дощатой основы лучше проложить тонкий гидроизоляционный слой.

Если гидроизоляция состоит из нескольких листов, то их кладут с большим нахлестом (не меньше 10 см) и склеивают скотчем. Такая гидрозащита существенно продлит срок службы утеплителя.

Дальнейшие работы проводят по алгоритму, описанному выше. Он – общий для подавляющего большинства теплоизоляционных материалов.

Утепление сверху

Утеплитель для межэтажного перекрытия можно расположить и сверху. Здесь есть 2 основных отличия от «нижнего» способа:

• нишу для размещения утеплителя делают из черепных брусков, а потом – накрывают фанерой или досками;
• гидроизоляционный слой кладут поверх ниши (уже когда она смонтирована полностью), прикрепляют к бокам каждой балки перекрытия и не натягивают (пленка должна слегка провисать).

«Верхний» способ утепления сложнее «нижнего», потому что приходится работать на весу

Но у него есть и важное достоинство – расходуется меньше утеплителя без ущерба его изоляционным свойствам

Слой теплоизоляции в этом случае равен толщине черепных брусков (5 см), тогда как при утеплении снизу слой равен толщине балок (обычно намного больше 5 см).

Теплоизоляция деревянных балок по потолку

К потолку всегда предъявляются более серьезные требования с точки зрения эстетики. Ведь пол можно накрыть любым материалом по своему вкусу, спрятав неровности и другие изъяны. А потолок перед отделкой изначально должен быть ровным. Поэтому:

• теплоизоляцию кладут со стороны верхнего этажа;
• после укладки утеплителя потолочные балки обшивают фанерой (толщиной 10 мм) или шпунтованными досками (около 25 мм);
• крепят эту обшивку с зазорами от 1 до 2 мм (но не больше);
• в качестве крепежных элементов применяют оцинкованные саморезы для работы по дереву.

В остальном – порядок действий обычный, не отличающийся от описанного выше.

Деревянные балки перекрытия 6 метров, сечение. Деревянные балки перекрытия — размеры и нагрузки

Сделали деревянное перекрытие в брусовом доме, а пол трясётся, прогибается, появился эффект «батута»; хотим делать деревянные балки перекрытия 7 метров;  нужно перекрыть комнату длиной в 6, 8 метров так, чтобы не опирать лаги на промежуточные опоры; какой должна быть балка перекрытия на пролет 6 метров, дом из бруса; как быть, если хочется сделать свободную планировку – такие вопросы часто задаются форумчанами. 

И подобный случай далеко не единственный.

Балки на длинные пролеты должны выдерживать большие нагрузки, поэтому, чтобы возвести прочное и надёжное деревянное перекрытие с большим пролётом, их нужно тщательно рассчитать. В первую очередь, необходимо понять, какую нагрузку сможет выдержать деревянная лага того или иного сечения. И потом продумать, определив нагрузку для балки перекрытия, какие надо будет делать черновое и финишное покрытие пола; чем будет подшиваться потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилым чердаком над гаражом. 

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

• Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
• Эксплуатационную нагрузку. Эксплуатационная нагрузка может быть постоянной и временной.

При подсчёте эксплуатационной нагрузки учитывается масса людей, мебели, бытовых приборов и т.д. Нагрузка временно возрастает при приходе гостей, шумных торжествах, перестановке мебели, если её отодвинуть от стен в центр комнаты.

Поэтому при расчёте эксплуатационной нагрузки необходимо продумать всё – вплоть до того, какую мебель планируется ставить, и есть ли вероятность в будущем установки спортивного тренажёра.

За нагрузку, действующую на деревянные балки перекрытия большой длины, принимаются следующие значения (для чердачных и межэтажных перекрытий):

• Для междуэтажных перекрытий и перекрытий мансардного этажа общая нагрузка берётся из расчёта 350-400 кг/кв.м.
• Чердачное перекрытие – 150 кг/кв.м. Где (по СНиП 2.01.07-85), с учётом коэффициента запаса – 50 кг/кв.м – это нагрузка от собственного веса перекрытия, а 100 кг/кв.м — нормативная нагрузка.