Балки перекрытия — виды, особенности, устройство

Правильность подбора балок и точность проведенных замеров являются решающим этапом, от которого напрямую зависит надежность всей несущей конструкции. Балки перекрытия изготавливают после расчета их основных параметров – длины и сечения. Длина определяется шириной перекрываемого помещения, а сечение выбирается согласно шагу установки, нагрузке и длины пролета. На расчете этих параметров и выборе типа балок стоит остановиться более детально.

Подробный обзор

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.

Инструменты и стройматериалы

Чтобы соорудить в частном доме черновые потолки, можно задействовать 25-миллиметровую доску. Ее закрепляют гвоздями «враскос» или используют 45-55 миллиметровые саморезы. Эти крепежные элементы способны надежно удерживать конструкцию.

Доски под финишной отделкой не будут видны, поэтому не имеет значения их внешний вид и на этом материале можно сэкономить. Главное требование к доске: она должна быть прочной и ровной. Если она размещена поверх балок, также нужно иметь в распоряжении черепные бруски.

Можно применить другой вариант, для которого потребуются прочные листы фанеры. Для их крепления собирают каркас из реек или брусков.

Хорошим способом создания теплоизоляции является использование по 50 % опилок и минеральной ваты. Сначала нужно насыпать опилки, а поверх них уложить минвату. В результате получается теплоизолятор, превосходно удерживающий тепло в доме, где сооружен потолок по деревянным перекрытиям.

На сегодняшний день в продаже имеется большой ассортимент утеплителей для использования в жилых помещениях, а кроме этого, можно выбрать любые материалы на свое усмотрение. Поскольку доску крепят непосредственно на балки, использовать ее более удобно. Не нужно будет тратить деньги, время и усилия на сооружение обрешетки.

Из инструментов следует подготовить:

  • пилу или электролобзик;
  • шуруповерт;
  • молоток;
  • степлер.

Расчет прочности балок

Чтобы перекрытие второго этажа по деревянным балкам получилось надежным, его опорные элементы должны иметь достаточно большое сечение. Рассчитать необходимые длину и ширину бруса в наше время очень просто. Для этого следует воспользоваться онлайн-калькулятором.

Читайте также:  Гидроизоляция для потолка в деревянном перекрытии

Чтобы расчет балок перекрытия получился точным, нужно знать следующие параметры:

  • ширину пролета;
  • шаг установки бруса;
  • породу древесины, использованную для изготовления бруса.

Шаг между стропилами кровли частных домов, возведенных в средней полосе России, обычно составляет 80 см. Соответственно на таком же расстоянии друг от друга устанавливаются и балки. Для пролетов стандартных не слишком больших частных домов в 6-9 м под них обычно берется материал сечением 150х150 мм.

Виды балок, преимущества и недостатки каждого вида

Для строительства перекрытий между этажами здания обычно использую всего три вида балок из дерева:

  1. Цельные.
  2. Клееные.
  3. Двутавровые.
Виды балок, преимущества и недостатки каждого вида

Разберемся, какие из них наиболее подходят конкретно для каждой конструкции, выделим недостатки и преимущества каждого вида.

Из цельного бруса

Внимание!

Для больших конструкций специалисты рекомендуют использовать перекрытия из других видов балок.

Виды балок, преимущества и недостатки каждого вида

Из клееного бруса

У балок из клееного бруса имеется одно неоспоримое преимущество — их длина без прогиба может достигать 12 метров. У клееных балок выделяют такие преимущества:

  1. Особая прочность.
  2. Способность покрывать пролеты до 12 метров.
  3. Небольшая масса.
  4. Более долгий срок службы.
  5. Не деформируются с течением времени.
  6. Относительно пожаробезопасны по сравнению с обычным брусом.

Однако, стоит такой материал гораздо дороже.

Виды балок, преимущества и недостатки каждого вида

Деревянные двутавровые балки

Двутавровые балки считают одними из самых прочных и надежных благодаря форме профиля, ведь состоят они из нескольких слоев, каждый из которых защищен различными пропитками. К плюсам двутавров можно отнести:

  1. Высокую прочность, жесткость благодаря своей форме.
  2. Отсутствие прогибов.
  3. Бесшумность в эксплуатации — конструкции не скрипят при оказывании на них давления в отличие от остальных видов перекрытий.
  4. Материал не трескается, не рассыхается с течением времени.
  5. Легкость в монтаже.

Пошаговый ремонт деревянной балки перекрытия

Мастера отдают предпочтение именно данному материалу, потому что древесина легка по весу и проста в монтаже, хоть и не столь долговечна, сравнительно с более инновационными конструкциями. Как отремонтировать деревянные потолочные балки, вы узнаете из представленного материала.

 Самым существенным недостатком деревянных элементов в конструкции здания является недолговечность материала, даже обработанного специальными средствами. Повышенная влажность и нагрузка на балку способствуют разрушению оной. В зависимости от того, проводилась или нет обработка материала до использования в строительстве, напрямую зависит срок службы балки.

Дефекты, способные спровоцировать ремонт деревянной балки перекрытия

Планируя капитальный ремонт, внимательно осмотрите балочное перекрытие потолка.

Балку следует отремонтировать или заменить при наличии таких дефектов:

  1. Плесень и гниение. Встречаются преимущественно на чердачных балках. Плесень образуется по причине текущей крыши. Гниение распространяется чаще всего в местах врубки в стену. Причиной как первого, так и второго является некачественная гидроизоляция.
  2. Червоточины. Древесные насекомые существенно повреждают элементы кровельных конструкций из дерева и потолочные балки. Их очень легко заметить – на материале появляются многочисленные червоточины, а на полу под ними – труха.
  3. Расслоение, трещины. Если материал изначально некачественный, он долго не прослужит. Под влиянием перепада температур дерево начнет расслаиваться вдоль волокна.
  4. Сломы. Слишком поврежденное дерево под влиянием вредителей, экстремальной среды или механического повреждения уже не может должным образом выполнять свое предназначение.

Обнаружили хоть один из перечисленных факторов – немедленно проводите ремонтные работы, иначе рискуете получить потолком по голове.

Выявление повреждений

Существует несколько способов обнаружения дефектов балочного перекрытия: Визуально – простейший и надежнейший метод. Но подходит только в тех ситуациях, когда балочное перекрытие открыто. Дабы проверить состояние элемента, проведите вдоль него с нажимом отверткой. Едва видимый след – все в порядке, борозда – нужен ремонт. Чем глубже бороздка, тем быстрее необходимо провести ремонтные работы.

  1. Проседание покрытия легко заметить даже через покрытие.
  2. Простукивание закрытых отделкой балок. Если присутствует глухой звук – нужен ремонт. Чтобы проверить свои подозрения, просверлите дыру, по внутреннему состоянию которой легче оценить состояние материала.

Эффективнее проводить осмотр в местах примыкания со стенами. Чаще всего дефекты появляются в первую очередь там.

Пошаговый ремонт деревянной балки перекрытия

Ремонт своими руками: поэтапно

Реставрация, усиление или восстановление проводятся разными способами:

  1. Ремонт с помощью применения деревянных вспомогательных материалов. Подходит для ситуаций, когда нет возможности или смысла менять всю балку, но необходимо укрепить ее часть с помощью дополнительного элемента. Накладки устанавливаются всегда с обеих сторон балки. Монтируются вплотную и надежно фиксируются болтами. Длина оных должна быть равна ширине балки и обеих накладок. Дабы обезопасить и продлить срок службы накладок, перед применением их следует обработать специальным антигрибковым веществом и дать полностью высохнуть. Если балка прохудилась в месте примыкания к стене, то использование накладок нецелесообразно. В таких ситуациях используется стальной протез.
  2. Протезирование балки – применение стального прута или листа. Данный материал меньше накладок, более долговечен и гибок в работе. Но протезы тоже обрабатываются перед применением – антикоррозийным веществом.
Читайте также:  Как правильно укладывать изоспан на потолок

Ремонт в местах примыкания выполняется следующим образом:

  • удалите поврежденный участок;
  • с помощью накладок или протеза удлините или соедините оставшиеся участки балки;
  • болтами прикрепите элементы.

Если повреждено более чем ⅔ всей балки, следует заменить ее всю, иначе ремонт такого элемента повлечет обрушение всей конструкции.

Поеденную жуком или прогнившую балку лучше заменить полностью или частично, потому что оба этих дефекта имеют свойство распространяться достаточно быстро, и, следовательно, приводят материал в полную непригодность.

Если вы хотите дополнительно усилить старые, но еще вполне крепкие балки для надежности, к процессу следует подходить немного иначе, но это уже совсем другая тема.

Стоит отметить, что любые работы с использованием деревянного материала проводятся исключительно после обработки элементов специальным веществом и его полного высыхания. Защитные растворы значительно продлевают срок эксплуатации потолочных балок перекрытия.

Если вы сомневаетесь в своих силах, обратитесь за помощью к квалифицированным специалистам, хотя это влетит в копеечку.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Основные типы и методы усиления деревянных перекрытий приведены в порядке увеличения трудозатрат и длительности на выполнение работ.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Способ применяется в том случае, когда дерево повреждено. Накладки устанавливаются с двух сторон от балки из бруса (по бокам или сверху и снизу), максимально плотно к ней и скрепляются (затягиваются) насквозь болтом. При этом важно обработать поврежденный участок и накладки противогрибковым раствором. В критическом случае, если участок поврежден сильно – его лучше удалить. Чтобы усилить балку нужно крепить накладку по всей ее длине.

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Стальные пластины используются вместо деревянных, описанных выше. Металл также нужно обработать антикоррозионным раствором. Схема устройства показана на рисунке.

Усиление пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

Современная технология усиления (армирование углеродным волокном). Углеволокно (ленты, листы, пластины, нити, ткань) наклеивается в несколько слоев, пока не будут достигнуты требуемые показатели жесткости балки. Удобство работы и легкость материала приводят к тому, что углепластик приобретает популярность как эффективное средство для восстановления балок и строительных конструкций.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

Усиление балок углеволокном Усиление балок углеволокном — схема Усиленные балки углеродным волокном

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Усиление на торцах деревянными или металлическими протезами

Технология позволяет усилить балку в местах стыка с несущей стеной. Это именно то место, где, за счет перепадов температур повреждение древесины происходит быстрее.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

На схеме ниже показана технология усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля — 2

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Монтаж пруткового протеза

Прутковый протез системы Дайдбекова выполняется из двух спаренных ферм, которые изготавливаются из обрезков арматурной стали сечением (диаметром) 10-25 мм. Длина протеза должна быть на 10% больше двойной длины сгнившего конца балки, но не более 1,2 м.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Устройство пруткового протеза

  1. Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.
  2. Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.
  3. Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)
  4. Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.
  5. Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.
Способы усиления деревянных балок перекрытия

Установка пруткового протеза

Усиление балок шпренгельными затяжками

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Усиление перекрытий — установка шпренгелей

Тип усиления с изменением условий работы

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Усиление деревянных перекрытий такими способами предусматривает существенную перестройку несущей конструкции балочных пролетов.

Изменение условий работы конструкций

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Изменение схемы работы

Если нет возможности усилить деревянные балки перекрытия, можно попытаться их разгрузить, т.е., распределить нагрузку с существующих балок на дополнительно установленные элементы.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Усиление перекрытий путем установки опор под несущие балки

Опоры, подпирающие балки снизу, являются хорошим способом перераспределить нагрузку с балки на опору.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Усиление перекрытий — установка опор

Усиление перекрытий путем установки дополнительных балок

Если существующие лаги находятся в целости и сохранности, увеличить их несущую способность можно посредством увеличения их количества. Установка дополнительных деревянных балок позволит увеличить нагрузку на конструкцию. Устанавливая новые лаги нужно обязательно защитить их торцы рубероидом, чтобы избежать повреждения.

Читайте также:  Как заделать швы между плитами перекрытия — читаем по пунктам

Усиление перекрытий — установка дополнительных балок

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим образом и с минимальными затратами.

Армирование балок углеволокном

Помимо традиционных технологий при укреплении балок достаточно широко применяются инновационные решения, одним из которых является армирование конструкций углепластиками. Внимание: такой метод является единственно возможным способом укрепить балки в случае, если ввиду крайней стеснённости помещений или по каким-то другим причинам наращивание сечения конструкций невозможно или крайне затруднительно.

Несомненное преимущество укрепляющих элементов из углеволокна — это отсутствие необходимости оперировать с габаритными и тяжёлыми металлическими или деревянными компонентами, а также минимальная трудоёмкость работы в целом.

Современные углепластики, как и любые композитные материалы, характеризуются большой прочностью и малым весом. Укрепляющие элементы из углеволокна прекрасно справляются со значительными механическими нагрузками. Они выпускаются в разных модификациях — в виде лент, ткани, нитей, пластин или листов.

Армирование балки композитами осуществляется путём наклеивания на неё углеволокна в несколько слоёв. Прикрепляемые слои углепластика прикладываются к поверхности балки друг над другом и по всей её длине. Края наклеенных полос нужно перекрыть поперечными слоями. Наклеивание армирующих компонентов производится до тех пор, пока усиленная балка не станет достаточно жёсткой для того, чтобы противостоять нагрузкам. Монтаж осуществляется с применением эпоксидного клея. После застывания слой по прочностным характеристикам иногда не уступает металлу.

Варианты оснований для пола

Для деревянных домов при строительстве в зависимости от местных условий применяются несколько видов оснований, которые и выступают основной опорой для установки лаг.

Наибольшей проблемой для деревянных домов выступают грунтовые воды, которые проникая в поры грунта, поднимаются и проникают в волокна древесины и со временем запускают естественный механизм разрушения дерева.

Для недопущения этого в каждом конкретном случае выбирается оптимальный вариант фундамента под дом:

  • Ленточный фундамент.
  • Монолитный железобетонный фундамент.
  • Столбчатый фундамент.
  • Свайное основание из железобетонных свай или металлической свайной конструкции.

В каждом из этих видов основания техника и технология укладки лаг имеет свои особенности. Лаги для пола в деревянном доме на сваях устраиваются поверх балки лежащей на свайной конструкции.

Лаги для пола в деревянном доме на опорах устраиваются в основном на ленточном и столбчатом фундаменте. Здесь основной опорой лаг будет выступать грунт, поэтому для того чтобы лаги не прогибались, не поддавались гниению и не впитывали влагу с грунта под них устанавливаются дополнительные опоры.

В каждом конкретном случае технология установки лаг может быть скорректирована в зависимости от местных условий. Например, для монолитного фундамента лаги можно разместить непосредственно поверх бетона, а можно создать дополнительный объем воздушной подушки и установить лаги на брус, подобно тому, как устанавливаются лаги в доме на свайном фундаменте.

Мансардное перекрытие

Перекрытие между этажами в доме из газобетона – это подчас горизонтальная конструкция между основным домом и мансардой. Отличительных особенностей при сооружении перекрытия в этом месте нет, если мансарда частично собирается из газоблоков. Но если это другой материал, то нужно будет принять во внимание, некоторые нюансы процесса.

Мансардное перекрытие

Часто мансарда возводится из бруса, потому что в выборе, что лучше – газоблок или брус, предпочтение многие отдают последнему. Сам процесс установки и крепления стеновых бруса от стандартной технологии ничем не отличается. Их укладывают по периметру здания, но крепят к несущим балкам межэтажного перекрытия.

Между собой газоблок и мансардный брус не скрепляются. Здесь идет разговор о блоках, которые уложены между балками перекрытия. Но даже в этом случае первые все равно являются опорой для вторых. То есть, мансардные брус должен плотно ложиться и на газоблок, и на балки перекрытия.

Мансардное перекрытие

Предварительная подготовка

Нам понадобятся:

  1. Стремянка;
  2. Строительный козелок;
  3. Саморезы, шуруповерт;
  4. Обшивочный материал, тепло и пароизоляция;
  5. Строительный уровень, канцелярский нож;
  6. Антисептик, строительный клей, противопожарный состав.

Антисептик

Вначале я осматриваю балки на наличие дефектов: трещин, сколов, искривления, плесени, замазываю трещины шпаклевкой, подозрительные места очищаю, обрабатываю антисептиком, грунтовкой, после чего их можно покрасить, если необходимо сделать один раз и на века.

Черновую основу вместе с балками можно обработать антисептиком с добавлением чайной ложки строительного универсального клея, чтоб смесь не капала и создавала более прочную пленку.