Общая специфика каркасно-балочных перекрытий
Устройство перекрытий считается одной из основных сложностей в гражданском строительстве. При требованиях к высокой прочности, несущей способности и качественной шумоизоляции монолитная и сборно-монолитная технологии остаются чуть ли не единственным вариантом.
Однако, устройство бетонного перекрытия требует задействования тяжёлой строительной техники, что не только каркасно-балочное перекрытие дорого, но и не всегда возможно из-за отсутствия нормальных подъездных путей к стройплощадке. Кроме того, при строительстве используется большой объём дорогостоящих стали и бетона, возрастает нагрузка на фундамент и несущие стены, требуется аренда опалубки.
Тем не менее, альтернативы бетонным перекрытиям существуют, наиболее привлекательная из них — использование каркасной системы на несущих балках. Подобный тип перекрытий успешно применяется в современных финских домах: по эксплуатационным показателям они не уступают бетонным, но при этом имеют последовательную технологию сборки, не включающую такелажные работы, обладают меньшим весом и обеспечивают простую разводку инженерных коммуникаций.
Деревянные фермы перекрытия в каркасном доме
В то же время, каркасно-балочные перекрытия имеют ряд недостатков. Главный из них — большая толщина, вынуждающая увеличивать высоту стен для сохранения проектной высоты потолков. Другой недостаток — сокращённый в сравнении с железобетоном срок службы. Тем не менее, несмотря на некоторый перерасход материала при возведении стен, такой тип перекрытий всё ещё остаётся экономически выгодным, а срок службы сокращается всего до 50–70 лет, чего для объектов частного домостроения вполне достаточно.
Устройство несущей системы
Несущая система перекрытия представлена балками, в качестве которых может использоваться один из следующих конструкционных элементов:
- Клееная сосновая доска шириной 250–300 мм. Прочность цельной древесины не ставится под сомнение, благодаря чему плотность размещения балок из клееной доски ниже, чем в случае использования других материалов. Недостатки тоже есть: высокая стоимость и ограниченная шестью метрами длина.
Перекрытие из клеееной доски
- Деревянные двутавровые балки — в последнее время, - достаточно распространённый на отечественном рынке материал. Относительно низкая прочность на изгиб компенсируется возможностью более плотного размещения балок, что позволяет сравнительно низкая стоимость двутавра. Основное преимущество — значительная длина балок, позволяющая перекрывать пролёты до 13 метров без сплачиваний. Предпочтение следует отдавать двутавру с полками из ЛВЛ-бруса и ребром из OSB толщиной 10 мм и более.
Перекрытие каркасного дома из двутавровых балок
- Фермы из деревянного бруса могут быть собраны самостоятельно из доступных пиломатериалов. Это - наиболее бюджетный вариант балок, при изготовлении которых используется сосновый брус толщиной 50–70 мм. Главный недостаток — сложность расчёта несущей способности, из-за чего требуется обеспечение значительного запаса прочности. Кроме того, на сборку ферм требуется некоторое время, что замедляет процесс строительства.
Деревянные фермы перекрытия
- ЛВЛ-брус считается наиболее аутентичным материалом несущей системы финского перекрытия. Преимущества материала: высокая прочность, значительная длина погонажа, устойчивость к огню и органическому поражению, наивысший из приведённых материалов срок службы. Из недостатков наиболее выражены низкая распространённость и высокая стоимость качественного ЛВЛ-бруса.
Перекрытие из ЛВЛ бруса
Помимо основных несущих элементов конструкция перекрытия также включает дополнительные связи, которые выполняют функцию позиционирования балок и удержания их в положении, оптимальном с точки зрения восприятия нагрузок. Если балки выполнены из клееной доски или ЛВЛ-бруса, их скрепляют между собой распорками, выполненными из того же материала. Распорки устанавливают в шахматном порядке, чтобы распределить косвенные нагрузки и облегчить крепление в торец связи через тело балки.
Фермы и двутавры наиболее удобно скреплять горизонтальными вставками из бруса между верхними и нижними поясами. Предварительно фермы выставляют по шагу и выравнивают, затем временно скрепляют досками, проложенными по диагонали в верхней и нижней плоскости перекрытия. Затем, устанавливают основные связи и снимают временные распорки. Также распространён вариант конструкции, в котором роль дополнительных связей выполняют настил пола и подшитый черновой потолок, однако такой способ устройства перекрытия технологически более сложен.
Балочное деревянное перекрытие в доме из газобетона
Также, необходимо уделять внимание узлам сопряжения перекрытия со стеной. Если речь идёт о каменном здании, в стене должен быть образован уступ шириной не менее трети высоты балки. При этом, в зданиях, сложенных из газосиликатных блоков, обязательно устройство армопояса для распределения нагрузки от балок. Крепление балок осуществляется с заделкой цементным раствором и кладкой, тепловой мост устраняется обкладкой балок пенополистиролом.
Также, возможно устройство перекрытия без образования четверти, в таком случае крепление осуществляется через балочные кронштейны специальной формы. В каркасных домах стойки нижнего этажа накрывают массивным брусом, выступающим как опорный ригель для балок перекрытия и стоек верхнего этажа. Крепление балок осуществляется сквозь ригель снизу.
Прокладка коммуникаций
Нет никакой сложности в том, чтобы разместить линии коммуникаций параллельно несущим балкам. При правильной организации такая возможность позволяет проложить до 80–90% всех инженерных сетей без вмешательства в конструкцию несущей системы. Однако необходимость изготовления проходных отверстий в балках возникает почти неизбежно. Сверлить балки можно только при соблюдении ряда условий:
- Диаметр отверстия не должен превышать 1/3 от высоты балки.
- Отверстия должны располагаться не ближе 50 мм к краям балки, в идеале — строго по центру.
- Отверстия нельзя проделывать ближе 150 мм от торца балки или крайней точки опоры.
- Между отверстиями в одной балке должен сохраняться отступ, равный 4-кратному значению диаметра.
Прокладка коммуникаций в деревянном перекрытии
Соблюдая эти условия, можно достаточно легко проложить в перекрытии основные коммуникации: черновую сантехнику, электрику и слаботочку. Однако, когда дело доходит до вентиляционных каналов, как правило, имеющих в поперечнике более 100 мм, диаметр отверстий превышает допустимый предел. Решений этой проблемы несколько: устроить в потолке первого этажа техническую полость, отдать предпочтение фермам вместо балок, либо усилить отверстия, диаметр которых превышает 1/3 от высоты балки.
Для этого, в месте изготовления прохода устанавливаются усиливающие накладки, увеличивающие условное сечение несущей балки вдвое. Длина накладки должна быть достаточной для перекрытия области скрепления на расстояние, превышающее ширину отверстия в 5 и более раз. Как правило, накладки фиксируются распределённым крепежом: сверлением до десяти сквозных отверстий под болты или винтовые стяжки.
Вентиляционные каналы в ферме перекрытия
Отделка потолка
Сразу после завершения прокладки коммуникаций, необходимо выполнить подготовительную отделку потолка, чтобы затем заполнить полости перекрытия звукоизолирующим материалом. Параллельно выполняется подготовка к устройству несущей обрешётки для выполнения обшивки чернового потолка.
Поддержка материала, заполняющего перекрытие, требуется, чтобы исключить давление на изнаночную сторону обшивки подвесной конструкции. Для этого снизу поперёк балок прибивается обрешётка из рейки 25х50 мм с шагом в 30–40 см. Конкретный размер шага реек определяется с тем расчётом, чтобы на них приходились места перехлёста полотен парозащиты. Плёнку подшивают снизу и пристреливают скобами, затем по линии крепежа проклеивается полоска скотча.
Теплоизоляция деревянного перекрытия
Монтаж несущей обрешётки под обшивку выполняется либо по контробрешётке, подбитой снизу по линии расположения балок, либо на прямых подвесах и оцинкованном профиле. В обоих случаях требуется предварительно нанести на стены отметки, указывающие на осевые центры балок, либо ориентироваться на просвет сквозь плёнку.
Черновой пол
Закладку наполнителя (минеральной ваты) можно производить до завершения работ по устройству потолка на нижнем этаже. Тем не менее, рекомендуется заранее прибить пароизоляцию, чтобы при дальнейших работах вата не просыпалась вниз. Если плотность наполнителя достаточно высока для его установки враспор, дополнительной поддержки не требуется. Однако, зачастую в перекрытиях используется более дешёвая минеральная вата малой плотности, для укладки которой требуется сперва уложить на рейки обрешётки фанеру или ЛДВП толщиной до 5 мм.
После того, как полости перекрытия полностью заполнены, сверху весь пирог накрывается плотным геотекстилем. Укладку производят вдоль направления балок, перехлёст располагают непосредственно над балками и прибивают к ним, предварительно свернув двойную складку. Геотекстиль необходим, чтобы исключить выветривание частиц минеральной ваты при колебаниях пола, поэтому этот барьер должен иметь уплотнённые стыки и примыкания.
Утепление и отделка межэтажного перекрытия по деревянным балкам
Сверху перекрытие накрывается настилом из обрезной доски или листовых материалов общей толщиной до 20 мм. Визитная карточка финской технологии — устройство поверх чернового пола цементной или полусухой стяжки толщиной в 50–70 мм. Именно, такой вариант пирога обеспечивает наиболее качественную шумоизоляцию между этажами и высокую несущую способность, сопоставимую с пустотелыми плитами — до 400 кг/м2.
