Конструкция зданий не всегда позволяет устраивать тяжёлые перекрытия из железобетона. Часто есть смысл задуматься о сборной конструкции на деревянных балках, обеспечив простую прокладку вентиляционных каналов, трубопроводов и электрической сети. Мы поделимся секретами устройства таких перекрытий.
Виды систем перекрытий на балках и фермах
Простейшая система деревянных перекрытий основывается на массивных балках, уложенных поперёк пролёта с определённым шагом. Размеры сечения балок и шаг их установки определяются двумя ключевыми параметрами:
- Расчётная нагрузка в кг/м2 (обычно от 300 до 700 кг/м2).
- Длина пролёта ( до 6 метров).
При расчёте балок необходимо учитывать как вес напольного покрытия и потолочной системы на нижнем этаже, так и проходную нагрузку, массу мебели и прочих деталей интерьера. Ширину и высоту балок можно варьировать в достаточно широких пределах: каждая из них работает как ребро жёсткости, поэтому вертикальная ориентация считается предпочтительной.
Перекрытие на балках допускает прокладку таких коммуникаций, как электросеть и система трубопроводов водоснабжения и отопления. Для прохода через балки перекрытия их можно сверлить, но диаметр отверстия не должен превышать 1/4 от сечения балки по высоте.
Если есть необходимость прокладывать в перекрытии крупногабаритные коммуникации, такие как каналы вентиляции и воздушного отопления, балочная система не актуальна. Как и при длине пролёта более 6 метров, когда расчётное сечение балки становится столь высоким, что её собственная масса слишком сильно выражена не в угоду восприятия нагрузки.
В таких случаях вместо балок используют деревянные фермы. Их главные составляющие — несущие пояса и система связей, прямых или наклонных. В полостях между элементами фермы достаточно места для прокладки коммуникаций любого рода, к тому же они легковесны: около 90% объёма перекрытия занимает воздух или утеплитель, что способствует хорошей тепловой и звуковой изоляции между этажами.
Конструирование и изготовление деревянной фермы
В современной практике строительства каркасных домов оптимальная высота фермы составляет до 50 см. Такими конструкциями можно перекрыть пролёты до 12 м, а при наличии дополнительной опоры — 20 м и выше.
Расчёт конфигурации деревянной фермы по нагрузке — достаточно сложная инженерная задача. К счастью, большинство изысканий в этом направлении давно выполнены: поставщики подобной продукции берут выполнение расчётов в свои руки, а желающим воспроизвести изделие собственноручно доступны как типовые схемы, так и описание (размеры, материал) составляющих ферму элементов.
Первый тип фермы для устройства перекрытий — прямоугольная с двумя параллельными поясами. Для них используют цельный клееный брус (доску) сосны или лиственницы, сечение которого определяется как треть от расчёта массивной деревянной балки. В крайних точках пояса связаны двумя прямыми вертикальными связями, затем образованная рамка заполняется наклонными и прямыми перекладинами в соответствии с распределением нагрузки на перекрытие. Ширина перемычек и поясов эквивалентна.
Второй тип ферм — вогнутые с прямым верхним поясом и нижней укрепляющей обвязкой. Такая конфигурация рассчитана на преодоление прогиба балки под нагрузкой, она же используется в системах перекрытий с промежуточной опорой.
Соединение связей с поясами выполняется с зарубкой шипа на краях перемычки и паза в теле пояса, взаимная глубина которых не превышает четверти от сечения горизонтального элемента. Каждый соединительный узел усиливается МЗП — металлической зубчатой пластиной.
Опирание ферм на несущую конструкцию
Нагрузку от ферм и балок перекрытия принимает на себя венец стен нижнего этажа. Деревянные перекрытия могут с успехом устраиваться как в зданиях из каменной кладки, так и в каркасных строениях, но схема монтажа будет отличаться.
В каркасных домах верхние грани секций несущих стен служат опорой для перекрытия, которое образует готовую плоскость для сооружения скелета следующего этажа. В более сложных конфигурациях здание окружено вторым каркасным поясом высотой от фундамента до мауэрлата, при этом опирание ферм происходит на внутреннюю секционную часть, собранную индивидуально для каждого яруса.
Здания на кирпичной кладке должны иметь железобетонный пояс для распределения нагрузки от балок или ферм. Система перекрытий устанавливается с отступом от наружной стороны, где впоследствии будет возведена защитная и связующая кладка. При этом по всему сечению стены в плане фермы укрепляются дополнительными поперечными и вертикальными связями, служащими для поддержки стен над перекрытием, пространство также может заполняться кирпичной кладкой.
1 — деревянная балка перекрытия; 2 — армопояс; 3 — анкер; 4 — кирпичная кладка; 5 — гидроизоляция (рубероид или мастика)
В особых случаях для перекрытий требуется промежуточная опора. В таком варианте конфигурации здание имеет массивную осевую балку, поддерживаемую рядом колонн. Они, в свою очередь, скрываются за обшивкой псевдокапитальной стены, такой вариант гораздо выгоднее в плане материалоёмкости.
Сборка перекрытия и прокладка коммуникаций
Во избежание линейных расхождений конструкции, фермы по мере их установки скрепляются между собой отрезками стальной перфоленты, направленными как поперечно, так и диагонально. Основная масса дополнительных связей располагается с нижней части фермы: это позволит заложить наполнитель перекрытия до подшивки чернового потолка.
После установки всех ферм проводится их капитальное закрепление к армопоясу или несущим секциям. Затем в центральной части пролёта фермы скрепляются одним или несколькими распределёнными ригелями, при необходимости дополнительного распределения нагрузки между фермами добавляют косые горизонтальные и вертикальные связи.
Перекрытие приобретает монолитность после настила досок чернового пола и подбивки обрешётки потолка. Но эти работы выполняют только после закладки коммуникаций и наполнителя. Собственно, в монтаже воздуховодов, труб и электросети нет особых хитростей. Фермы образуют множество рёбер и полок для основного и промежуточного крепления, важно лишь оставлять компенсационный провис и соблюдать защитные меры при прокладке электропроводки.
Какой использовать наполнитель
В доме для постоянного проживания перекрытие обычно ничем не заполняют. И всё же требования звуковой изоляции и теплосбережения могут подразумевать использование как насыпных, так и рулонных материалов. Наиболее распространённый случай — загородные дома, которые при периодическом посещении нет смысла отапливать полностью, если жильцы расположились только на первом этаже.
Если перекрытие имеет запас по прогибу и его низ подшит плотной обрешёткой чернового потолка, рекомендуется насыпка просушенного песка до трети высоты ферм. Выше может укладываться как стекловата плотностью до 60–80 кг/м3, так и гранулированный утеплитель из негорючего пенополистирола, перлит или керамзит мелкой фракции.
Возможно ли устройство тёплого пола
Часто встречается мнение, что каркасная система перекрытия не позволяет устроить водяной или электрический подогрев пола. Но технические решения для подобных случаев есть и применяются они повсеместно.
Подвод коммуникаций к подогреву, будь то трубы отопления или электрическая сеть, может быть легко выполнен как в перекрытии на балках, так и в системе ферм. Совершенно другую сторону вопроса представляет теплотехническая часть: конструкция должна направлять поток тепла вверх, не допуская прогрева неиспользуемого пространства.
1 — деревянная балка; 2 — черепной брусок; 3 — черновая подшивка потолка; 4 — гидроизоляция; 5 — песок; 6 — утеплитель (минвата); 7 — ОСБ; 8 — гидроизоляция; 9 — ЭППС; 10 — ГВЛ; 11 — подготовительная стяжка; 12 — трубы теплого пола; 13 — армирующая сетка; 14 — аккумулирующая стяжка
Для этого пол требует настила сплошной плоскости, выполняемой обычно ОСП или обрезной доской. После раскатки рулонной гидроизоляции на пол укладывается от 30 до 70 мм экструдированного пенополистирола, затем заливаются подготовительная и аккумулирующая стяжка.
Чтобы упредить продавливание покрытия, поверх нагревательной системы устанавливается армирующая стальная стека с ячейкой около 100–150 мм, также полезно выполнить разделение стяжки и утеплителя слоем ГВЛ или СМЛ толщиной до 10 мм. При устройстве тёплого пола по каркасной системе перекрытия потеря высоты составит около 50–70 мм, также необходимо учесть дополнительную нагрузку при расчёте ферм.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
