Металлические перекрытия с деревянным наполнением

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).

Подробный обзор

Противопожарная защита перекрытий дома

Нормы противопожарной защиты предъявляют к строительным конструкциям и материалам особые требования. Вообще все строительные материалы относят к горючим либо негорючим. Конструкции, выполненные из разных по своим свойствам материалов, в зависимости от способности задерживать огонь на некоторое время подразделяют на огнестойкие и полуогнестойкие.

Конструкции первой группы полностью препятствуют распространению возгорания. Все эти характеристики зафиксированы в соответствующих строительных нормах.

Что касается жилищного строительства, в частности, зданий, где пол верхнего перекрытия располагается больше нежели в 7 м от уровня земли, все конструкции межэтажного перекрытия должны являться по крайней мере огнезадерживающими, т.е. быть способными в опытных условиях оказывать сопротивление огню более полу часа.

Для выполнения деревянных конструкций допустимо использование древесины и иных древесных материалов обычной плотности и размеров. Однако, если речь идет об общественных зданиях, то там древесину обязательно обрабатывают растворами, наделяющими ее огнестойкостью. Кроме того, могут применяться и различные негорючие материалы (к примеру, гипсокартонные и гипсоволокнистые плиты).

Технические характеристики – как не ошибиться при выборе

Деревянные балки эффективны при закрытии пролёта в 2,5-4 м. Максимальная длина – 6 м, при большей протяжённости не обойтись без монтажа опорных колонн или иных конструкций.

Крепление стропил к балкам перекрытия из дерева осуществляется посредством стальных пластин, уголков и скользящих опор. При определении сечения за стандарт принимают общую нагрузку в 350-400 кг/м2 для перестраховки. Оптимальное соотношение высоты и ширины изделия 1,4:1. Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать, дополнительно нужно учесть размеры заступов на стену — не менее 12 см, для бруса — не менее 15 см.

Ширина доски для балки варьируется в пределах 4-20 см, высота 10-30 см, диаметр брёвен может достигать 11-30 см. В зависимости от габаритов балки, шаг укладки составляет 0,3-1,2 м (как правило, 0,6-1 м).

Расстояние между балками перекрытия из металла колеблется в пределах 1-1,2 м. Номер (размер) балки при нагрузке в 400 кг/м2 выбирается исходя из длины обустраиваемого пролёта и шага укладки. Так, при пролёте в 6 м и шаге 1-1,2 м оптимален 20 двутавр (высота 20, ширина 10 см); пролёт 4 м, шаг 1-1,2 м — №12 (высота 12, ширина 6,4 см); пролёт 3 м, шаг 1-1,2 м — №10 (высота 10, ширина 5,5 см).

Современная бетонная балка перекрытия способна закрыть проём длиной в 3-7,5 м, а укладка проводится с шагом в 1-1,5 м. Минимальная высота элемента составляет 1/20 часть длины пролёта, ширина рассчитывается исходя из пропорции 5:7 (5 — ширина, 7 — высота).

Размеры балок перекрытия комбинированного типа могут быть самыми разными. Для серии W наибольшая длина составляет 6 м, категория L предусматривает длину до 13,5 м. Основное отличие между группами заключается в типе бруса. В первом случае это струганое изделие, прошедшее камерную сушку, во втором — клееные балки перекрытия, соединённые из отдельных элементов посредством особой технологии, что придаёт итоговому продукту повышенную жёсткость, прочность и надёжность.

Что говорит против?

Небольшим недостаткам считается сложность выполнения работ. Вес у балок приличный и поднимать их придется краном, да и разрезать их проблематично, поэтому заказывая перекрытия на предприятии, размеры с пролетов снимаются максимально точно. Если вы самостоятельно выполняете все работы и не уверены в расчетах, подумайте лучше о деревянном или плитном перекрытии, потому что даже минимальная ошибка будет дорого стоить.

Еще одним недостатком некоторые называют коррозийность металла. Но с этим можно поспорить. При любом раскладе дел, все металлические элементы при строительстве окрашиваются, а учитывая толщину балок, чтобы перекрытие прогнило насквозь, понадобится не менее 20 лет при условии, что с крыши на них постоянно будет течь вода. А в жилом помещении это просто невозможно.

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.

Крепление балок к стене

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.

Читайте также:  Деревянное перекрытие: виды балок и способы их монтажа

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.

Крепление балок к стене

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.

Металлические перекрытия: изготовление и монтаж

Металлические перекрытия применяются в качестве строительных элементов для возведения зданий различных типов, в том числе и в многоуровневых квартирах и частных многоэтажных домах.

Используя металлические балки перекрытия различных типов, можно добиться существенной экономии средств на строительство, без ущерба общей прочности конструкции.

К тому же такие изделия из стали весят намного меньше аналогов, а их монтаж выполняется очень быстро — это и цену продукции снижает, и сроки реализации проекта существенно сокращает.

Типы и особенности металлических перекрытий

Металлоконструкции перекрытий изготавливаются в нескольких типах, в зависимости от их целей использования. Выбор зависит, в первую очередь, от назначения постройки – крупное производственное помещение, многоуровневая квартира, дом, либо просто временное сооружение.

1. Перекрытия из сортового металлопроката

Такие металлические перекрытия хоть и считаются универсальными, но чаще всего используются при возведении крупных объектов, как правило, промышленного назначения. Двутавровое сечение обеспечивает равномерное распределение нагрузки и высокую жёсткость, поэтому проектирование перекрытий промышленных объектов можно проводить с допусками повышенного давления на полы верхних этажей.

Подобные варианты универсальны тем, что существует широкий выбор видов проката, в зависимости от предполагаемых целей использования. В качестве разновидностей чаще всего применяются холодно- или горячекатаный прокат либо просечно-вытяжные листы.

2. Перекрытия с несущими стальными балками

Такие металлические перекрытия довольно просты как в изготовлении, так и в монтаже. Прочность обеспечивается за счёт выдерживания существующих норм по жёсткости материала, а также по правилам распределения нагрузки. На эти металлоконструкции перекрытий можно легко уложить любой тип настила, а сами конструкции могут быть сварными или катаными, в зависимости от сферы применения.

Стальные балки широко используются при возведении высотных зданий большой площади. Применение такого материала увеличивает оперативность создания постройки и позволяет широко использовать возможности по внедрению нестандартных проектов, поскольку балки, в отличие от, например, железобетонных плит, более удобны для работы.

3. Монолитные металлические балки перекрытия

Этот вариант представляет собой набор балок, поверх которого укладываются листы определённого профиля.

Использование различных вариантов решетчатых ферм вместо балок, позволяет снизить общий вес конструкции, что очень хорошо подойдёт для строительства домов или перепланировке квартир.

Выполняя монтаж перекрытия в квартире можно рассчитывать на общую экономию стройматериалов и в первую очередь бетона и армирующего материала без экономии на прочности.

Изготовление балок перекрытия в виде монолитных конструкций позволяет добиться высокой степени жёсткости при небольшом весе, причём такая технология позволяет оперировать множеством видов профильных форм. Учитывая то, что проект перекрытия в квартире может подразумевать разные степени нагрузки на полы верхних этажей, подобный вариант очень популярный именно для жилых помещений.

Достоинства и недостатки перекрытий из металла

Металлические перекрытия, изготовление которых в последнее время ведётся с использованием современных технологий, отличаются высокой прочностью и простотой в монтаже. В отличие от классических бетонных или деревянных, такие варианты позволяют снизить затраты на стройматериалы, поскольку при повышенных технических характеристиках они значительно меньше в объёмах и проще в изготовлении.

Особенно стоит выделить металлические перекрытия, монтаж которых ведётся в жилых домах или многоуровневых квартирах. Как правило, такие помещения имеют нестандартную планировку, особенно если говорить о таком популярном в последнее время проекте, как постройка лофтов.

Деревянные варианты могут быть неприемлемы по тем или иным причинам, а железобетонные и вовсе не удобны в монтаже для комнат с необычным дизайном и планировкой. Именно поэтому как раз металлические перекрытия завоевали большую популярность в подобной сфере использования.

Среди недостатков можно выделить практически единственный – строительные нормы требуют противопожарной защиты подобных элементов. Впрочем, особенной проблемы такое требованием не составляет и все производители могут выполнить не только покрытие изделий огнестойкими сплавами, а и провести антикоррозийную защиту, что значительно увеличит срок службы элементов строительной конструкции.

Балочные перекрытия – материалы, конструкция, ремонт

В индивидуальном строительстве чаще всего применяются деревянные балочные перекрытия. Такие перекрытия имеют собственный небольшой вес, способны выдерживать требуемую полезную нагрузку (105 кгс/м2 для чердачного перекрытия, 210 кгс/м2 для цокольного и межэтажного перекрытия), экологичны, отличаются хорошей тепло– и звукоизоляцией, недороги и просты в изготовлении и монтаже.

Недостатки деревянных перекрытий – это недостатки древесины, которая подвержена гнили, плохо переносит влагу. Она может разбухать, рассыхаться, растрескиваться; поражается агрессивными биоагентами, насекомыми, грибками. Деревянные перекрытия требуют регулярного осмотра на предмет выявления дефектов и последующего их устранения.

Реже в частных домах встречаются металлические балочные перекрытия. Основные проблемы таких перекрытий – коррозия металла, возникшая в процессе эксплуатации.

Читайте также:  Выбор и укладка листовой подложки под ламинат

Реконструкция и ремонт перекрытия выполняется по причинам:

— обнаружение дефектов перекрытий (например, гниль в деревянных перекрытиях или потеря устойчивости металлических перекрытий из за коррозии);- переустройство чердачного помещения в жилую мансарду (в этом случае изменяется нагрузка на перекрытия, и вместо чердачного перекрытия, приспособленного к минимальной нагрузке, требуется устройство стандартного межэтажного перекрытия);

— установка лестницы или камина (в этом случае вмешательство в перекрытие необходимо, так как требуется отверстие для лестницы или дымохода).

Конструкция балочных перекрытий

Балки перекрытия закрепляются в специальных гнездах в стенах (на этапе возведения стен оставляются отверстия для монтажа перекрытий). Чтобы предотвратить загнивание концов балок, соприкасающихся со стеной, их обмазывают битумом.

На установленные балки прибиваются черепные бруски (сечение бруска 40×40 мм или 50×50 мм), а на них укладываются доски наката. На накате расстилается толь (гидроизоляция), а сверху – утеплитель. Утеплитель может быть как сыпучим (например, опилки, шлак), так и плитным (хорошо подходят минераловатные плиты). Затем утеплитель закрывается толем. Балки могут быть изготовлены из бруса или досок (дощатые балки используются на небольших пролетах).

Балочные перекрытия – материалы, конструкция, ремонт

Аналогичным образом устроены металлические балочные перекрытия. Только обработка металла проводится не против гниения или поражения агрессивными биологическими агентами, а против коррозии. Для предотвращения коррозии концов балок их обертывают войлоком.

Ремонт и замена балочных перекрытий

При демонтаже перекрытий необходимо проверять, надежны ли нижележащие перекрытия, выдержат ли они, если демонтируемые конструкции обрушатся.

Если требуется полный демонтаж балочного перекрытия, то сначала удаляется утеплитель, затем разбирается накат, подшивка потолка и только после этого демонтируются балки перекрытия.

Чаще в старых домах с деревянными балочными перекрытиями приходится сталкиваться с загниванием концов отдельных балок. Для того чтобы устранить дефект, требуется демонтаж не всего перекрытия, а лишь в пределах двух пролетов.

Если при осмотре поврежденной балки выявляется поражение домовым грибом, то балку необходимо сжечь. В этом случае оптимально полностью демонтировать перекрытие, заменить его. В прежние времена в случае поражения домовым грибом сжигался весь дом, но сейчас, с появлением достаточно эффективных антисептиков, можно обойтись удалением пораженных деталей.

После удаления поврежденной балки нужно расширить гнездо во второй стене – чтобы было удобнее закладывать новую балку. Гнезда обрабатываются антисептиком. Также антисептиком обрабатываются детали наката перекрытия и гидроизоляционная подшивка. Концы новой балки обрабатываются битумом или оборачиваются толем, а затем опираются на кладку. Предварительно расширенное для удобства гнездо заделывается. Затем восстанавливается накат, подшивка, утеплитель.

Если приходится заменять накат перекрытия, то прежде чем монтировать новый накат, необходимо тщательно осмотреть балки, черепные бруски и другие конструкции. При обнаружении гнили и поражений агрессивными биоагентами требуется очистить деревянные поверхности и обработать их антисептирующими составами.

При обнаружении коррозии на металлических балочных перекрытиях можно наварить пластины накладки (толщина такой пластины должна быть равна толщине усиливаемого элемента) так, чтобы перекрыть место коррозии.

Укладка балок перекрытий в стену

Укладка балок перекрытий в стену не менее важный процесс, чем расчет самих конструкций и от того насколько все будет сделано правильно зависит не только целостность всего дома, но порой и жизнь его обитателей.

Причем это касается как деревянных балок перекрытия, так и металлических: и те, и другие подвержены в местах стыковок выпадению конденсата, образования плесени и грибков (для деревянных балок), усиленной коррозии в торцах балок из металла.

Все это способствует ослаблению материала и может привести к его разрушению, повлекшее за собой обвал межэтажного перекрытия дома. Поэтому все действия по защите торцов балок перекрытий, включая и балки (лаги) при устройстве пола, сводятся к тому чтобы защитить эти части от конденсата и пагубного влияния жучков-паразитов (для деревянных балок).

Укладка деревянных балок перекрытий в стену

В большинстве случаев деревянные балки заводятся в стену в специально подготовленные для этого гнезда, которые сооружаются в процессе кладки. Размер опорных участков балок должен быть не менее 150 мм. Концы, опирающиеся на стены, срезаются по углом в 60º, обжигаются, обрабатываются антисептиком и оборачиваются в два слоя рубероидом.

Крепление деревянных балок перекрытия к стене

Однако, торцы балок оставляют обязательно оставляют открытыми для того чтобы они постоянно обтекались потоками воздуха, предотвращая таким образом образования конденсата на поверхности торцов.

Кроме того, концы балок должны находиться в гнездах чтобы со всех сторон между стеной и балкой оставалось свободное пространство в 40–50 мм, которое по окончанию монтажа заполняется утеплителем, например, минеральной ватой.

Диффузия водяного пара в деревянной балке

В домах из сруба или оцилиндрованного бревна концы балок заводят в гнезда на размер не менее 70 см для чего в стенах вырезаются специальные пазы. Во избежание скрипов в места укладки балок перекрытий в стену закладывается гидроизоляционный материал.

Следует отметить, что в случае подрубки концов балок допускается уменьшение размера на одну четвертую высоты балки, иначе под нагрузкой в этом месте могут образоваться трещины что существенно ослабит прочность перекрытия.

В случае с каркасными домами концы балок крепятся к брусу обвязки с помощью гвоздей или металлических скоб.

Укладка металлических балок перекрытий в стену

В отличие от деревянных балок концы металлических балок перед заделкой их в стену покрывают горячим битумом или суриком после чего их (концы) оборачивают минеральной ватой или войлоком, защитив их таким образом от промерзания.

Читайте также:  Опалубка для лестницы – изучаем принципы сборки за 5 минут

При возведении стен из керамического кирпича, дойдя до уровня балок, определяют места и укладывают опорные подушки, установку которых проверяют по уровню или нивелиру.

Концы металлических балок после укладки крепят металлическими анкерами Т-образной формы.

Опирание металлических балок

В качестве опорных подушек используют листовой металл толщиной около 20 мм или крупный уголок величиной 160 х 160 х 12. Не исключено применение опорных подушек сверху и снизу конца металлической балки. В принципе конструкций опорных подушек может быть много, но предназначение во всех одинаковое: уложить и надежно закрепить металлическую балку (балки) перекрытий в стену.

Особенности монолитного перекрытия по металлическим балкам

Способов перекрытия в современном строительстве множество. Но только монолитное перекрытие по металлическим балкам обладает необходимым коэффициентом прочности. В основном данные варианты дают возможность перекрытия действительно больших пролетов (более 6 метров), они намного надежнее деревянных. С точки зрения безопасности такие балки перекрытия надежнее своих аналогов, к тому же они не подвержены процессу горения. Наличие расчета железобетонной плиты перекрытия является единственным, что говорит не в его пользу, так как стоимость таких работ весьма ощутима для любого бюджета по современным меркам.

Схема сборно-монолитного перекрытия.

Перекрытия железобетонные, по мнению большинства людей, способны оправдать свою стоимость, ведь их показатели прочности и эффективности с годами не уменьшаются. К тому же нет смысла начинать дорогостоящее и трудоемкое строительство, которое может длиться годами, как бывает в случае с монтажом обычных монолитных перекрытий.

Особенности монолитного перекрытия по металлическим балкам

Расчет железобетонной балки перекрытия.

Перекрытия железобетонные гораздо прочнее и тоньше, что позволит сэкономить значительную сумму на покупке строительных материалов и на оплате труда рабочих.

Конструкция обладает достаточно большим коэффициентом прочности, и при наличии самых обычных инструментов, которые есть практически в каждом доме, можно начать выполнять пошаговую инструкцию по ЖБИ. После окончания монтажных работ необходимо полностью исключить попадание какой-либо влаги на протяжении первых двух недель. В случае попадания влаги фанера может полностью размокнуть, система балок прогнется, а деревянную конструкцию нельзя будет использовать до момента ее полного просыхания.

Способы усиления деревянной балки перекрытия

Если выяснилось, что несущий элемент требует ремонта, есть несколько методов, которые помогут восстановить способность балки к выдерживанию нагрузок.

  1. Наращивание площади сечения. Один из самых эффективных методов. С двух сторон деревянной доски или бруса, поврежденных по тем или иным причинам, устанавливают накладки с толщиной не менее 50 мм. Усиливающие детали могут монтироваться как по всей длине, так и на поврежденном участке. Перед проведением работ следует поднять балку домкратом, чтобы полностью убрать существующий прогиб. Монтаж проводится с помощью винтов или шпилек, проникающих сквозь первоначальный несущий элемент и скрепляющих обе накладки между собой.
  2. Металлические накладки. Вариация на тему предыдущего метода, только в качестве усилителей выступает не деревянная доска, а швеллер либо металлическая полоса.
  3. Прутковый протез. Этот метод чаще всего применяют для восстановления несущей способности торцевых частей балок. В качестве материала используют металлическую арматуру. Работы проводятся после установки опоры под поврежденную балку и разборки перекрытия. Восстановленный несущий элемент имеет меньшую способность сопротивляться нагрузкам, чем новый, это следует учитывать в период эксплуатации.
  4. Армирование углеволоконными элементами. Современный инновационный метод усиления и укрепления балок перекрытия. Подходит даже в том случае, если нарастить размеры конструкции невозможно. Углепластиковые элементы имеют малый вес и значительную несущую способность. Для ремонта балок используют различные типы углеволоконных материалов – пластины, листы, пруток. Монтаж проводят с применением специального эпоксидного клея, после застывания полученный конструктивный элемент по прочности не уступает стали.

Вне зависимости от выбранного способа реставрации несущей конструкции, необходимо выполнить требования безопасности во время проведения работ. Следует установить опорные поддерживающие стойки или леса во избежание обрушения во время ремонта.

Достоинства и недостатки такого металлопроката

В этом пункте суммируем все плюсы, которыми обладают двутавровые балки. Прежде всего стоит отметить их отменные прочностные характеристики, благодаря которым этот материал можно использовать даже в качестве перекрытия очень длинных пролетов. При этом монтаж элементов не составит огромного труда, да и при необходимости вы всегда сможете обработать поверхность. Такой прокат не подвержен ни деформации, ни усадке. Его по праву можно назвать универсальным, ведь такая балка встречается как в конструкции потолка, так и стен.

Еще достоинства и недостатки элементов во многом зависят от их вида. Например, горячекатаные конструкции монолитные, и нет необходимости применять дополнительную арматуру, даже если речь идет об очень сильных нагрузках. К тому же они более просты в изготовлении и экономичны. Сварной профиль имеет дополнительные ребра жесткости, благодаря которым можно снизить толщину стенок и соответственно себестоимость изделия. Плюс такие элементы изготавливают по индивидуальным заказам, и их размеры устанавливает клиент. Это позволяет минимизировать отходы во время строительства. Также по требованию заказчика конструкция может быть усеченной, равно- либо неравнополочной, иметь перфорацию, фланцевые соединения.

Достоинства и недостатки такого металлопроката

А вот к минусам монолитного проката стоит отнести высокую емкость металла, вызванную утолщением стенок, а также вес и размеры конструкции. Дело в том, что такие двутавровые балки изготавливаются только в соответствии с ГОСТом, а значит, их параметры, в том числе и длина, должны полностью соответствовать размерам, указанным в документации. Поэтому очень часто мы вынуждены самостоятельно резать элемент, а излишки приходится списывать в отходы, что нерационально. Недостатками сварных изделий можно назвать необходимость использования дополнительной арматуры для создания ребер жесткости, что увеличивает трудозатраты.