Способы усиления деревянных балок перекрытий

Основным элементом чердачных и межэтажных перекрытий во многих частных домах является деревянная балка. Срок службы перекрытий из дерева ограничен ввиду свойств древесины, особенно, если она была плохо обработана или подвергалась нагрузке и воздействию влаги.

Монтаж деревянных перекрытий между этажами

Балки из древесины укладывают на расстоянии 0,6; 0,8; 1,0 или 1,2 метра друг от друга (таблица подбора балок для межэтажных и чердачных перекрытий). Чем больше ширина пролета и сечение балки, тем меньшим должен быть этот промежуток. Исключением может быть чердачное перекрытие, где расстояние между элементами можно увеличить до 1,5 метров. Брусья (бревна) монтируют вдоль короткой стороны помещения перпендикулярно его длине, максимально соблюдая параллельность друг к другу. В первую очередь закрепляются крайние балки, правильность положения которых проверяется строительным уровнем. Затем укладываются элементы от краев к центру с соблюдением расстояния между ними. Также нужно проверять горизонтальность балок и при необходимости подкладывать под их концы обрезки досок, защищенные гидроизоляцией.

В конструкциях наружных стен необходимо оставлять специальные ниши глубиной  150-200 мм, в которые в последующем закладываются брусья. Длина опорной части должна быть не менее 120 мм, но не более 180 мм с таким расчетом, чтобы между стеной и балкой в нише оставалось 20-30 мм зазора. При укладке в стены из кирпича или других блочных материалов каждую третью балку необходимо закрепить с кладкой. Концы брусьев со стороны как внутренних, так и наружных стен перед укладкой обертывают двумя-тремя слоями рубероида или покрывают битумной мастикой. Это снижает вероятность гниения древесины. Оставшиеся пустоты в нише заполняются утеплителем (минеральной ватой или пенопластом) и герметизируются.

Установка деревянного перекрытия в паз стены:

Межбалочное заполнение выполняется из двух слоев: наката (настила) и теплоизоляции. Для первого слоя используются деревянные щиты и доски. Накат крепиться на бруски сечением от 50 × 50 мм, которые прибивают к боковым сторонам балок. Снизу межэтажное перекрытие подшивается досками, древесностружечными плитами (ДСП, ОСП) или плитами гипсокартона. Все эти материалы играют роль чернового или чистового потолка. При желании оставить балки натуральными и видимыми, чистовою подшивку следует выполнять к каркасу (бруску), прикрепленному к внутренней части бруса выше нижней плоскости перекрытия.

Деревянное перекрытие между этажами в разрезе:

Поверх наката укладывается пароизоляция и плиты из минеральной ваты, экструдированного пенополистирола, пенопласта, перлита. Укладывать плиты утеплителя нужно максимально плотно друг к другу. Толщина слоя любого материала для межэтажного перекрытия должна составлять как минимум 100 мм, а для чердачного и надподвального — 200-250 мм. Более точный расчет требуемого утеплителя и его необходимой толщины можно выполнить в программе теплотехнического расчета ТеРеМОК.

Если есть необходимости усилить деревянное перекрытие между этажами с большим пролетом, тогда рекомендуется балки укладывать по перекрестной схеме, перпендикулярно друг другу. Однако такой способ увеличит трудоемкость работы, ведь придется не только устанавливать больше балок, но и выполнять вырезы в них (в узлах пересечений), затем стягивать их хомутами или проволокой. Правда, сами балки в таком случае как в продольном, так и в поперечном направлениях можно укладывать реже. И все же значительно проще снизить шаг балок и уложить большее их количество, уменьшая межбалочное пространство. Другой способ решения вопроса — выбрать элементы с большим сечением или укрепить балки по бокам дополнительными накладками из досок.

Деревянные балки перекрытия

Деревянные балки являются основной несущей конструкцией перекрытия и имеют следующие преимущества:

  • их несложно изготовить и смонтировать;
  • имеют низкую теплопроводность;
  • экологически чистый материал;
  • относительно небольшая стоимость.

В то же время они имеют и недостатки:

  • меньшая механическая прочность, по сравнению с железобетонными;
  • древесина – горючий материал, поэтому потребуется обработка антипиренами – средствами делающими её негорючей;
  • возможность поражения грибком, плесенью или насекомыми – требуется обработка антисептиками и средствами от насекомых;
  • возможность деформации под воздействии нагрузок, влажности, колебания температуры или при изготовлении балок из сырой древесины;
  • зыбкость – колебания под воздействием переменных нагрузок, которые могут быть вызваны недостаточным их сечением, неправильным расположением или закреплением.

Балки деревянных перекрытий, чаще всего, имеют сечение прямоугольной формы и изготавливают их из обрезных досок толщиной 38-50 мм и шириной 100-250 мм или бруса сечением 60-200х100-220 мм. Кроме этого, в качестве балок могут использоваться бревна, круглые или обтесанные (с одной или из трех сторон). Они  должны быть изготовлены из хорошо высушенной древесины, в противном случае,   впоследствии могут деформироваться. Максимальная длина деревянной балки перекрытия из таких материалов (обрезной доски, бруса, бревна) не должна быть более 6 м.

При использовании в качестве балок досок высотой более 150 мм, для предотвращения из скручивания между ними устраивают вертикальные распорки-связи, сечение которых должно быть не менее 100х38 мм. Их располагают с шагом не более чем 2 м или в местах стыка листов (плит) нижней или верхней обшивки.

Кроме традиционных видов деревянных балок, в настоящее время, приобретают все большую популярность перекрытия из клееного бруса. Такой брус состоит из склеенных между собой деревянных полос – ламелей, которые могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. Такие балки не подвержены деформациям при эксплуатации, имеют геометрически правильную форму и стандартные размеры.

Кроме этого, в настоящее время, все чаще используется клееная двутавровая балка для перекрытия, которая может состоять из древесины или комбинации её с OSB.

Читайте также:  Устройство монолитного перекрытия по профнастилу

Максимальная длина деревянной клееной балки перекрытия – до 12 м. К тому же, клееные балки того же сечения намного прочнее чем балки из обычной (не клееной) древесины. Для создания оригинальных перекрытий арочного типа, некоторые производители изготавливают даже гнуто-клееные балки.

Размеры и шаг

Длина, сечение и шаг балок деревянного перекрытия взаимозависимые величины. Длина балок, как правило, определяется шириной пролета, который необходимо перекрыть. А их сечение и шаг определяют уже исходя из выбранной длины, нагрузки, которая будет действовать на перекрытие, а также учитывая размеры плит утеплителя или  подшивки потолка. Кроме того шаг и сечения балок деревянного перекрытия могут корректироваться в случае использования их в качестве элемента дизайна комнаты. При этом изменения должны быть произведены только в сторону увеличения прочности конструкции.

При проектной нагрузке в пределах 400кг/м2 сечение балок деревянного перекрытия может быть следующим:

Шаг,м \ Пролет,м

2,0

2,5

3,0

4,0

4,5

5,0

6,0

0,6

75х100

75х150

75х175

100х200

100х200

125х200

150х225

1,0

75х150

100х150

100х175

125х200

150х200

150х225

175х250

При меньших нагрузках на перекрытие сечение досок или бруса может быть таким:

Нагрузка, кг/ м2при шаге балок — 1,0 м

Длина пролета, м

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

150

50х140

50х160

60х180

80х180

80х200

100х200

100х220

200

50х160

50х180

70х180

70х200

100х200

120х220

140х220

250

60х160

60х180

70х200

100х200

120х200

140х220

160х220

350

70х160

70х180

80х200

100х220

120х220

160х220

200х220

Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

Сечение

балки (доски), мм

П

3,0

Р

3,5

О

4,0

Л

4,5

Ё

5,0

Т,

5,5

м

6,0

Чердачные перекрытия
50х160 1200 900 650 500 420
50х200 1850 1350 1050 800 650 550 450
Междуэтажные перекрытия
50х160 800 600 450
50х200 1250 900 700 550 450

//

Параметры стойкости конструкции

Для определения параметров стойкости конструкции из цельной древесины (к примеру, хвойной) скорость выгорания данной древесины принимают равной 0,8 мм/мин. В ходе расчета перекрытий по открытым древесным балкам высотой 24 см при ширине пролета 5,8 м либо 5,85 м ширина балок увеличивается до 120 мм и больше. Таким образом, с учетом огнестойкости в данном случае необходимо выбирать балки, поперечное сечение которых составляет 11 см х 24 см.

Делая вывод из всего вышесказанного, можно сказать, что относительно надежности пожарной безопасности и звукоизоляции перекрытий дома остается еще довольно много вопросов, которые в ближайшие годы предстоит решать объединенными усилиями конструкторов, ученых, изготовителей строительных материалов, проектировщиков, а также строителей.

Области применения и расчет деревянных перекрытий

Перекрытия по деревянным балкам рекомендуется применять:

  • в зданиях, построенных из древесины (каркасных и рубленых);
  • в дачных домах, рассчитанных на летнюю эксплуатацию;
  • в хозяйственных постройках (сараях, банях, мастерских);
  • в быстровозводимых домах сборно-разборного типа.

Кроме перечисленных вариантов, деревянные конструкции для межэтажных перекрытий можно использовать в коттеджах, предназначенных для круглогодичного проживания. Только в этом случае нужно использовать двухрядную систему установки балок, о которой мы рассказали выше.

Подбирать сечение бруса по принципу «чем толще, тем лучше», мы не советуем. Есть простая методика расчета, взятая из строительных нормативов.

Согласно ей, высота деревянной балки должна быть не меньше 1/25 размера перекрываемого пролета. Например, при 4-х метровом расстоянии между стенами нужно купить пиловочник с высотой сечения (Н) не менее, чем 400/25 = 16 см при толщине (S) 12 см. Для создания запаса прочности найденные параметры можно увеличить на 2-3 см.

Второй параметр, который нужно правильно выбрать — количество балок. Он зависит от их шага (расстояния между центральными осями). Зная сечение бруса и размер пролета, шаг определяют из таблицы.

Указанная в таблице расчетная нагрузка 350-400 кг/м2 является максимальной для второго этажа. Если он не будет жилым, то ее величина не превысит 250 кг/м2.

Планируя раскладку брусьев, нужно учесть, что два крайних должны отступать от торцевых стен не менее, чем на 5 см. Остальные балки распределяют по стенам равномерно (в соответствии с выбранным шагом).

Устройство балок

Чтобы пол оказался качественным и прослужил долго, следует определиться с количеством балок.

Для этого можно воспользоваться специальными программами, но застройщики идут по другому пути, опираясь на стандартные подходы:

Устройство балок
  • Выбирается брус с сечением 150х150 мм или 200х200 мм.
  • Балки располагаются на расстоянии 0,6 м друг от друга.

Как правило, выбирается сосна, как самая недорогая и доступная строительная древесина. В зависимости от того, кирпичное здание или деревянное, выполняется крепление балок перекрытия. В кирпичном доме они заделываются в кирпичную кладку. В деревянной конструкции они укладываются на деревянное основание, и крепятся металлическими скобами.

Этот процесс требует особого подхода, который может опираться на определенные правила:

  • Все деревянные конструкции, в том числе и балки, следует обрабатывать антисептиками и огнеупорными материалами.
  • Не следует покрывать смолой любые деревянные конструкции, так как это может привести к появлению конденсата.
  • Первый брус должен быть установлен на расстоянии 5 см от стены и не более.
Устройство балок

Как уже было сказано выше, монтаж балок перекрытия производится в зависимости от конструкционных особенностей строения.

Устроены полы на втором этаже частного дома следующим образом. Для начала нужно прикрепить бруски со всех сторон балок. Бруски крепятся таким образом, чтобы при укладке досок они находились на одном уровне с балками. Крепление должно быть надежным, так как по полу придется ходить.

Читайте также:  Как положить пароизоляцию на потолок со стороны чердака?

Перекрытие полностью зашивается с нижней части, которая впоследствии будет служить потолком первого этажа. Доски подгоняются очень плотно, чтобы не было щелей. После этого, верхняя сторона зашивки покрывается слоем гидроизоляции или обычным глино-песчаным раствором.

Достоинство его в том, что эта смесь не горит, поэтому идеально подходит для таких целей. Раствор наносится тонким слоем, после чего нужно дать время для его высыхания. Как вариант, можно уложить рубероид. Подобные технологические операции увеличивают срок службы утеплителя.

Устройство балок

Пол второго этажа в деревянном доме должен быть теплым, а для этого следует уложить между балками теплоизоляцию.

В качестве утеплителя можно использовать:

  • обычный шлак, который засыпается в промежутки между балками;
  • минеральную вату;
  • пенопласт;
  • керамзит или опилки.

В большинстве случаев применяется минеральная вата из-за не высокой стоимости, легкости и простоты укладки. Этот материал укладывается между балками, причем очень плотно, чтобы не было щелей, тем более что работа с минватой позволяет ее уплотнять. Это позволит получить качественное теплоизоляционное покрытие, без всевозможных мостиков холода.

Устройство балок

В заключение поверхность можно накрыть пароизоляцией, хотя и не обязательно, если имеются затруднения в плане финансов.

Как вариант, можно применить пенопласт, но при этом следует помнить, что он имеет положительную горючесть, несмотря на его уникальные теплоизоляционные характеристики.

Если говорить о таких материалах, как опилки, керамзит или шлак, то это сыпучие материалы и их не так просто занести на второй этаж в достаточном количестве.

После того, как утеплитель уложен, можно приступать к производству окончательного настила пола на втором этаже. Это делается по той же технологии, что и предыдущая зашивка пространства между балками. Но тогда доски крепились снизу, а теперь это нужно сделать сверху. Главное, чтобы черновой пол оказался заподлицо с балками.

Устройство балок

Существует еще один вариант финишного покрытия пола по балкам. Для этого, поверх балок и в направлении перпендикулярном направлению расположения балок, крепятся лаги. В таком случае получается вентилируемое пространство, которое положительно влияет на долговечность конструкции.

Кроме этого, такой подход позволяет смонтировать плавающий пол, который в несколько раз может снизить уровень шумов.

Поверх лаг крепится обычная доска или листы ДСП. При этом следует предусмотреть промежутки между полом и стенами. В любом случае, монтаж пола можно закончить финишной отделкой, в качестве которой подойдет линолеум, паркет или ламинат.

Вывод напрашивается сам собой: вариант теплого пола на втором этаже своего дома является наилучшим выбором. Как правило – это дополнительный комфорт и уют.

Армирование углеволокном

Армирование углеволокном ‒ это способ усиления деревянных балок перекрытия, который является не совсем традиционным, однако используется в случаях где помещение имеет небольшую площадь или же по другим причинам, когда вышеописанные способы применить не представляется возможности.

Армирование углеволокном

Углеволокно является инновационным материалом, который прекрасно справляется с любыми механическими нагрузками, в том числе и нагрузками на изгиб.

Армирование углеволокном

Выпускаются элементы из углеволокна в различных модификациях, включающих пластины, листы, нити, ленты или просто в виде тканей. Сам процесс армирования балок углеволокном заключается в накладывании слоев с помощью клея (эпоксидной смолы) друг на друга до получения достаточной жесткости балки.

Армирование углеволокном

После застывания клея слои представляют собой монолитное покрытие, по своим характеристикам не уступающим металлу.

Крепление к стене из газобетона и гипсокартону

Газоблоки материал мягкий, для них подходят шурупы с резьбой на всю длину, но лучше пользоваться анкерами, механическими или химическими. Чтобы качественно установить анкер с гнущимися ребрами или клиновидный, предварительно засверливают отверстие диаметром чуть больше анкера. Один из видов анкеров отлично подходит для пустотелых блоков и блоков из ячеистых бетонов — пеноблоков, газоблоков и др. Основные «детали» анкера — стальная гильза, имеющая ребра и гайка на конце. Когда винт вкручивают в гильзу, ребра гнутся и раздвигаются, образуя «бабочку», которая надежно удерживает анкер внутри материала.

Еще прочнее держат химические анкера, они подходят для всех стеновых материалов из легких бетонов и для гипсокартона, да и для любых стеновых материалов. Принцип работы — способность синтетических смол глубоко проникать в поры и сцепляться с основанием. Слабым звеном крепления к пористым блокам и гипсокартону является не крепеж, а материал основы, особенно при действии вертикальной нагрузки, и как раз эти проблемы помогают решить химические анкеры. Вставляют химический анкер, применяя специальный пистолет. В засверленное отверстие выдавливают под давлением клеящую массу, и сразу вставляют крепежный элемент — шпильку с резьбой или шток. Клеевой состав заполняет поры газобетона или др. пористого блока, и после застывания образует прочное и надежное крепление. Усилие вырыва химического анкера из кирпича более 500 кг. Время службы химических анкеров — десятки лет, от температурных перепадов они не деформируются, к агрессивным средам инертны. Последнее очень важно при работе с газобетоном, который агрессивен к металлам. Весь крепеж для газобетона должен иметь антикоррозионное покрытие.

Для крепления бруска к газобетону или гипсокартону анкерный способ крепления самый прочный, хотя и затратный. Все зависит от плотности (марки) газобетона и от требуемой нагрузки. Для крепления обрешетки может быть достаточно применить механические анкеры — клиновидные или типа «спиральные гвозди». Последние удобны тем, что их монтируют в стену из газобетона, забивая обычным молотком. При забивании спиральный гвоздь вворачивается в блок, не нарушая его пористую структуру.

Дюбель, похожий в рабочем положении на спицы полураскрытого зонтика, носит ласковое имя Молли и отлично подходит для крепления деревянных брусков к перегородкам из гипсокартона, с целью закрепить на них картины, нетяжелые полки или светильники. Молли — вид распорного анкерного болта, имеющего втулку с продольными прорезями, которая при затягивании резьбы вставляемого винта до упора складывается и превращается в зонтик. Несущая способность отличная, но это крепление имеет недостатки — удалить его можно, только выломав часть перегородки. Кроме того, с «Молли» невозможно работать в тесном пространстве.

Читайте также:  Деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

  • плохое состояние балочной конструкции . Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;
  • снижение несущей способности . Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;
  • необходимость увеличения несущей способности балки . Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия ( , реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

Материал подготовлен для сайта сайт

Что делать, если усиление балок перекрытия невозможно?

Случается и так, что усилить балки – сложно осуществимый процесс или даже совершенно невозможный. При этом заменять перекрытие на данный момент не планируется.

В этом случае есть два варианта исправить ситуацию:

  • установка опор под имеющиеся элементы, не выдерживающие нагрузки;
  • установить балки-дублеры в промежутках между старыми.

Стойки-опоры установить проще, но они уменьшают полезную площадь помещения, создают помехи при эксплуатации. Кроме того, они уменьшают визуальную привлекательность интерьера, поэтому потребуются дополнительные затраты времени и средств на декорирование стоек. Дублирующие балки устанавливаются по тому же принципу, что и имеющиеся – врезаются в предварительно вырезанные гнезда несущей стены. Технически этот вариант более сложен, чем установка деревянных опор, но лишен тех недостатков, которые свойственны первому способу.

В мансарде нашего дачного домика, построенного в 60-е годы прошлого столетия, прогнулся пол. Балки перекрытия нижнего этажа — доски сечением 50×150 мм, которые перекрывают пролёт шириной 3,6 м. По центру помещения их прогиб достигает 40 мм. Кроме этого, пол мансарды, когда мы по нему ходим, напоминает раскачивающийся подвесной мостик.

Нам посоветовали устранить прогиб снизу с помощью домкратов, а затем усилить балки перекрытия. Что вы можете сказать по поводу такого способа решения проблемы?

(Из письма в редакцию)

Мы бы не советовали поддаваться искушению приподнимать пол снизу. И вот почему.

Старым балкам понадобилось немало времени на то, чтобы они оказались в нынешнем положении. Опыт решения проблем в подобных ситуациях показывает, что любые попытки устранить прогиб снизу ни к чему хорошему не приводят. Доски так и остаются горбатыми, а вот концы балок обязательно отрываются от мест крепления к верхней обвязке стены и перемещаются вверх. Поэтому, лучше позволить прогнувшимся балкам оставаться в удобном для них положении, а работу по укреплению пола произвести всё-таки сверху.

Вы утверждаете, что пол не только прогнулся, но и стал зыбким. А это свидетельствует о том, что пролёт, который перекрывают балки указанного сечения — слишком большой. Из практики известно, что максимальный пролёт для балок перекрытия сечением 50×150 мм, расположенных с шагом 40 см, составляет 2,9 м (против 3,6 м в вашем доме).

Наиболее эффективный способ повысить несущие способности балок — усилить их досками того же сечения.

Как это ни хлопотно, но старые половицы для проведения такой работы придётся снять. Однако торопиться не надо. Сначала убедитесь, есть ли в вашем распоряжении качественный пиломатериал. Для такой работы нужно использовать только сухие доски — они не дадут усадки.

Безусловно, материал должен быть тщательно отобран: малейшие признаки скрученности и прочие отклонения от

ПОЛ ПРОГНУЛСЯ

геометрической формы недопустимы.

Подготовленные доски подрежьте до требуемой длины, после чего натяните шнур вдоль верхней обвязки, расположенной перпендикулярно балкам перекрытия. Зачем это нужно? Вероятнее всего, за несколько десятков лет эксплуатации в вашем домике появился не только поперечный, но и продольный прогиб.

Саманный дом: потолок своими руками как сделать

Если же нужно подбить потолок в саманном доме, то лучше его монтировать из дерева или же самана. Можно и комбинировать эти варианты — создать обрешетку из дерева и все это закрыть смесью глины и соломы. В принципе, так делали вплоть до 80-х годов прошлого столетия практически во всех домах дачного типа.

Единственный недостаток самана — он потеет в период отопления и является легко воспламеняемым материалом. То есть, для отопления такого дома придется монтировать либо систему подогрева напольного покрытия, либо буржуйку (печку), что будет вынесена за пределы дома (будет в пристрое).

Саманный дом: потолок своими руками как сделать

То есть, основы техники монтажа потолка в саманном доме:

  • положить качественную обрешетку (идеально — со сруба);
  • положить по обрешетке саман;
  • выровнять уровень смесью глины и соломы.

Делать саманный потолок можно даже в жилом доме. Если визуально его хочется скрыть — можно воспользоваться подвесной конструкцией.