Дедюхова И.А., к.т.н., доцент

Деревянное перекрытие является одним из главных конструктивных решений перекрытий и в новом малоэтажном строительстве. Основным достоинством таких перекрытий является их легкость, что позволяет производить их монтаж без привлечения грузоподъемных механизмов и грузозахватных приспособлений.

В жилье по группе капитальности «Обыкновенные» до индустриализации строительной отрасли в 60-х годах прошлого столетия деревянные перекрытия не только являлись наиболее экономичным, но и в ряде случаев – единственно возможным вариантом, из-за отсутствия грузоподъемных механизмов. Деревянные перекрытия просты в изготовлении, имеют низкую теплопроводность, однако более низкая механическая прочность, требующая больших сечений; низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами и термитами – предъявляют особые требования к их эксплуатации.

Деревянные перекрытия состоят из несущей деревянной балки, пола, межбалочного заполнения, являющегося тепло- и звукоизоляцией, и отдельного слоя (потолка). Нижняя часть межбалочного заполнения называется накатом и представляет собой настил, поддерживающий слой тепло- и звукоизоляции верхней части межбалочного перекрытия.

В качестве звукоизоляции наиболее часто применялся песок, шлак, керамзит и др. сыпучие материалы.

Накат служит для восприятия нагрузки от утепляющего слоя и передачи ее на балку. Накаты могут быть в виде: щитов из продольных досок, щитов из поперечных досок и щитов из продольных и поперечных досок. Щиты опирают на пробоины (черепные бруски), прибитые к боковым граням балок. Для этого к балкам прибивают черепные бруски с сечением 40×40 или 50×50 мм.

Для обеспечения лучшей звукоизоляции от воздушного переноса звука по накату в жилье III группы капитальности выполнялась глинопесчаная смазка толщиной 20-30 мм, поверх которой насыпался шлак или сухой прокаленный песок толщиной 6-8 см. Таким образом, засыпка из пористого материала поглощала и гасила часть звуковых волн.

Засыпка без глинопесчаной смазки принималась толщиной не менее 80 мм. Поверх нее укладывали лаги, к которым прибивался пол из шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам, из пластин или досок, которые укладывают поперек балок через 500-700 мм.

Снизу к балкам прибивают подшивку из тонких досок толщиной 12 — 18 мм. В качестве наката можно использовать однослойные щиты из бакелизированной фанеры, доски и другие листовые материалы, способные выдержать вес засыпки и т.д.

Сами балки изготавливают из древесины хвойных пород, а черепные бруски, кроме того, - и из древесины ольхи, осины.

Наиболее оптимальными пролетами для деревянных балок считались пролеты до 4 м, но в жилье II группы капитальности деревянные балки использовались и при больших пролетах (до 6 м).

Балки чаще всего представляют собой деревянные брусья прямоугольного сечения. Высота балки зависит от величины пролета и составляет его длины. Ширина баки зависит от ее высоты. Соотношение размеров балки составляет 7:5.

Основными несущими элементами деревянного балочного перекрытия являются деревянные балки прямоугольного сечения высотой 140-240 мм и толщиной 50-160 мм, уложенные через 0,6; 0,8; 1 м. Сечение деревянных балок перекрытий принималось в зависимости от нагрузки, подшивки (наката) с засыпкой, и дощатого пола, настеленного по лагам как непосредственно по лагам.

Минимальное сечение деревянных балок перекрытия прямоугольного сечения

Ширина пролета , м	Расстояние между балками , м
	0,5				1
	КПа (кгс/м²)
	1,5 (150)	2,5 (250)	3,5 (350)	4,5 (450)	1,5 (150)	2,5 (250)	3,5 (350)
2,0	5 х 8	5 х 10	5 х 11	5 х 12 (10 х 10)	10 х 10	10 х 10	10 х 11
2,5	5 х 10	5 х 12 (10 х 10)	5 х 13 (10 х 11)	5 х 15 (10 х 12)	10 х 10	10 х 12	10 х 13
3,0	5 х 12 (10 х 10)	5 х 14 (10 х 11)	5 х 16 (10 х 13)	5 х 18 (10 х 14)	10 х 12	10 х 14	10 х 15
3,5	5 х 14 (10 х 11)	5 х 16 (10 х 13)	5 х 18 (10 х 15)	10 х 16	10 х 14	10 х 16	10 х 18 (15 х 16)
4,0	5 х 16 (10 х 13)	5 х 18 (10 х 15)	10 х 17 (15 х 15)	10 х 18 (15 х 16)	10 х 16	10 х 19	10 х 21 (15 х 19)
4,5	5 х 18 (10 х 14)	10 х 17 (15 х 15)	10 х 19 (15 х 17)	10 х 20 (15 х 18)	10 х 18	10 х 21	10 х 23 (15 х 21)
	10 х 16	10 х 19 (15 х 16)	10 х 21 (15 х 18)	10 х 23 (15 х 20)	10 х 20	10 х 23	10 х 26 (15 х 23)

Использование лиственных пород дерева в качестве балок перекрытия недопустимо, так как они плохо работают на изгиб. Поэтому в качестве материала для изготовления деревянных балок перекрытия применяют хвойные породы древесины, очищенные от коры и антисептированные в обязательном порядке. Чаще всего концы балок заводятся в специально оставляемые для этой цели гнезда в кирпичных стенах непосредственно в процессе кладки, либо врубаются в верхний венец бревенчатых, брусчатых и каркасно-щитовых стен.

Балки для устройства перекрытий обычно изготавливались из кругляка, обработанного на четыре канта, бруса или досок толщиной 60–80 мм, установленных на ребро. Применялись и спаренные доски толщиной 50 мм, которые «сшивались» между собой гвоздями или металлическими скобами. При больших пролетах среднюю часть балок опирали на внутренние стены или на промежуточные столбы.

Для изготовления балок (лаг) использовали древесину сосны, ели, лиственницы, влажностью не более 14 процентов (при правильном хранении древесина приобретала такую влажность через год). Чем суше балка, тем она прочнее и тем меньше прогибается от нагрузки.

Чтобы междуэтажные балки не прогибались, их укладывали на расстоянии не более метра друг от друга, а то и ближе. Уже в начале XVIII в. было известно, что наиболее прочная на изгиб балка – это брус с соотношением сторон 7: 5. Круглое бревно прочнее, чем вытесанный из него брус, поскольку наиболее твердые слои древесины прилегают непосредственно к коре. Однако оно было менее прочно на изгиб, трещало под нагрузкой, а круглое сечение было нетехнологичным в узловых соединениях.

Для обеспечения жесткости балок необходимо их укладывать на расстоянии примерно до 1,2 м друг от друга. При устройстве перекрытия крайние балки нельзя укладывать так, чтобы они соприкасались со стеной. Между ними необходимо устроить зазор шириной около 30 мм. Балки опирают на несущие стены, заглубляя концы на 150 — 200 мм (рис.2).

При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен концы балок рекомендуется обработать битумом и просушить, чтобы снизить вероятность гниения от увлажнения. Торцы балок обязательно оставляют открытыми. Пространственные ниши при заделке деревянных балок перекрытий заполняют вокруг балки эффективным утеплителем (минеральная вата, пенопласт). При толщине кирпичных стен до 2-х кирпичей зазоры между концами балок и кирпичной стенкой заливались цементным раствором. Кроме того, концы балок, предварительно обмазанные смолой, утеплялись деревянными коробами.

В кирпичных стенах концы балок не прикрывали, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняло концы балок от конденсации влаги. Деревянные балки перекрытия опирались на несущие стены в открытые гнезда, заделывая их на 150 мм. Опорные концы балок, чаще всего, оборачивались двумя слоями толя для предотвращения их загнивания.

В ходе эксплуатации из-за конденсирования теплого воздуха, проникающего из дома, с холодным, находящимся в гнездах, — концы балок междуэтажных и чердачных перекрытий в каменных зданиях нередко загнивали в специально выполненных для их опирания гнездах. Поэтому с середины 50-х годов для многоквартирных домов III группы капитальности гнезда в кирпичных стенах выполнялись несколько больших размеров, чем концы балок. Нижняя часть гнезда должна быть сухой, для выравнивания и предотвращения загнивания она прокладывалась холстиной, вымоченной в дегте. Глубина гнезда в каменных зданиях обычно составляла 250 мм, а концы балок заводились в кладку не менее чем на 150 мм.

Каждую третью балку, заделываемую в наружную стену, закрепляли Т-образным анкером – для создания своеобразного горизонтального диска жесткости в области перекрытий. Анкеры крепились к балкам с боков или снизу и заделывались в кирпичную кладку. Высота такой балки принималась 200 мм, ширина 100 мм. Длина опорных концов заделки балки была не менее 15 см.

При отсутствие бруса подходящего сечения можно использовать сколоченные и поставленные на ребро доски, при этом общее поперечное сечение, по сравнению с целой балкой, не должно уменьшиться.

Щиты наката опирались на черепные бруски сечением 50×50 мм, прибитые к боковым граням балок. Поверх наката устраивалась засыпка из шлака, снизу к балкам прибивалась подшивка из тонких досок толщиной 12 мм.

Заделка деревянных балок перекрытия в наружную стену: 1 — стена, 2 — подкладка, 3 — заделываемый конец балки.	Заделка деревянной балки перекрытия в кирпичную стену: 1 — кирпичная стена, 2 — деревянная балка, 3 — конец балки, обработанный антисептической пастой или обернутый рубероидом, 4 — гидроизоляция из двух слоев рубероида.

Укладку балок вели «маячковым» способом, вначале устанавливая крайние балки, а затем промежуточные. Правильность положения крайних балок проверялась уровнем или ватерпасом, а промежуточных — рейкой и шаблоном. Балки выравнивали, подкладывая под их концы просмоленные обрезки досок разной толщины. Подкладывать щепки или подтесывать концы балок не рекомендуется.

Деревянные балки перекрытий укладывали, как правило, по короткому сечению пролета по возможности параллельно друг другу и с одинаковым расстоянием между ними. Учитывая все сказанное выше, концы балок, опирающиеся на наружные стены, срезали наискось под углом 60 град., антисептировали, обжигали или обертывали двумя слоями толя или рубероида. При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен — концы балок обрабатывались битумом и сушились, чтобы снизить вероятность гниения от увлажнения. Торцы балок оставляли открытыми. Пространственные ниши при заделке деревянных балок перекрытий заполнялись вокруг балки утеплителем, к примеру, деревянными коробами, предварительно просмолив их.

При опирании балок на внутренние несущие стены под их концы подкладывают два слоя толя или рубероида.

В ограждающих конструкциях концы балок не прикрывали, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняло концы балок от конденсации влаги.

Вместо брусчатых балок использовались и бревна соответствующего диаметра, обтесанные с трех сторон, что более экономично (круглый лес значительно дешевле пиломатериалов), но в этом случае бревна должны быть выдержаны в сухом помещении не менее одного года, подобно бревенчатому срубу.

Для усиления несущей способности перекрытия использовалась перекрестная схема установки силовых балок. При применении такой схемы перекрытие опирается на все стены здания по контуру. Узлы пересечений балок стягивались хомутами или проволочными скрутками. Перекрестная схема перекрытий в жилье III группы капитальности встречается достаточно редко, лишь у квадратных в плане сооружений, так как гораздо проще было уменьшить шаг несущих балок и сделать обыкновенное перекрытие, хотя на изготовление перекрестного перекрытия расходовалось меньшее количество пиломатериалов, чем на традиционное, при одинаковой несущей способности перекрытий.

Конструктивные различия перекрытий в жилье III группы капитальности наблюдаются по способу их утепления. Междуэтажное перекрытие, как правило, почти не утеплялось, чердачное (с холодным чердаком) — утеплялось с устройством нижнего пароизоляционного слоя, а надподвальное — утеплялось с устройством верхнего пароизоляционного слоя.

Для его крепления настила наката к балкам прибивались черепные бруски сечением 5 х 5 см, непосредственно на которые и укладывают доски наката. Пластины наката плотно подгонялись друг к другу, чтобы убирать все щели между отдельными досками. Нижняя поверхность наката должна была находиться в одной плоскости с балками перекрытия. Для этого в досках наката выбиралась четверть (фальц). Для сооружения наката не всегда использовались полноценные доски, чаще всего их заменяли горбылем. Подшивка из досок толщиной 20-25 мм крепилась гвоздями, забиваемыми под углом.

Уложенный накат покрывали слоем толя или рубероида и засыпали утеплителем. Сыпучие утеплители не утрамбовывали. Вид утеплителя и его толщина определялись по расчетной наружной температуры воздуха.

Толщина засыпки чердачного перекрытия в зависимости от температуры наружного воздуха

Материал	Объемный вес, кг/м³	Толщина засыпки (мм) при температуре наружного воздуха, °С
Опилки древесные
Стружки древесные
Аглопорит
Котельный шлак	1000

В последнюю очередь верхнюю грань балок застилалась толем или рубероид, а сверху накладывали лаги, если балки имели редкое расположение.
При этом в цокольном перекрытии не использовалась подшивка, а в чердачном перекрытии — лаги и чистый пол.

Цокольное перекрытие конструировалось таким образом, чтобы без ущерба для эксплуатационных качеств не использовать при его изготовлении накат и утеплитель (разумеется. В этом случае использовалась рубероидная прокладка по всей площади пола, а в качестве засыпки применялся гравий или утрамбованный щебень.

Поскольку изначально жилье III группы капитальности проектировалось с печным отоплением, в местах соприкосновения деревянных перекрытий с дымовыми каналами устраивали разделку — утолщение стенок трубы. Расстояние от края дымового канала до ближайшей деревянной конструкции принималось не менее 380 мм. Проемы перекрытий в местах прохода дымовых труб обшивались несгораемыми материалами.

В пределах разделки толщина стенок дымовой трубы увеличивалась до 1 кирпича, то есть до 25 см. Но и в этом случае балки перекрытия не должны касаться кирпичной кладки трубы и отстоять от горячей поверхности не менее чем на 35 см. Это расстояние могло быть уменьшено до 30 см путем прокладки между разделкой и балкой смоченного в глиняном растворе войлока или асбестового картона толщиной 3 мм. Конец укороченной балки, расположенной напротив разделки, опирался на ригель, подвешенный на хомутах к двум соседним балкам.

Экономичным считалось перекрытие, состоящее из деревянных щитов с односторонней и двухсторонней обшивкой, воспринимающей вместе с каркасом щитов вертикальные нагрузки. Обшивка является несущим элементом перекрытия, если она прочно соединена с рёбрами досок каркаса щита. Прочно связанные друг с другом рёбра и обшивка обладают высокой несущей способностью.

В качестве обшивки в конце 50-х годов использовалась строительная бакилизированная фанера, показавшие высокие эксплуатационные качества. Доски, ввиду большого количества одинаково ориентированных швов, не способствуют повышению несущей способности перекрытия.

Для одно- и двухпролётных конструкций при превышении расчётных значений под перекрытие подводились дополнительные опоры, что существенно повышало стоимость сооружения.

Для однопролётного перекрытия, где щиты имели опирание только на концах рёбер жёсткости, ширина пролёта, несколько превышавшая ширину помещения в свету, не должна была превышать 5 м. Для двухпролётного перекрытия допустимая ширина пролёта и, соответственно, помещения увеличивалась до 6м.

Полы в рассматриваемом типе сооружений имели особенности изготовления лишь на первом этаже зданий без подвалов и подполья. Деревянные дощатые полы первого этажа устраивались по спланированному грунту с подсыпкой песка — на кирпичных столбиках. На столбики опирались деревянные лаги, по которым настилался дощатый пол. Кирпичные столбики по лаги засыпались утеплителем.

В результате получалось экономически выгодная, но достаточно холодная в период отопительного сезона конструкция.

Лестницы служат для сообщения между этажами, а также эвакуации людей из здания. Они состоят из маршей, лестничных площадок и ограждения с перилами. Лестничные площадки на уровне каждого этажа называют этажными, а площадки между этажами – промежуточными. Марш представляет собой конструкцию, состоящую из ступеней и поддерживающих их балок. Балки, располагаемые под ступенями, называют косоурами, а балки, к которым ступени примыкают сбоку – тетивами. Вертикальную грань ступени называют подступенком, а горизонтальную – проступью. Ступени чаще всего имели высоту 150 мм, а ширину – 300 мм. Эти размеры позволяли устраивать уклон марша в соотношении 1: 2. Ширина лестницы принималась не менее 1 200 мм, ширина площадок – не менее ширины марша. Количество ступеней в одном марше колебалось от 5 до 18. В каменных домах-храмах деревянные лестницы богато украшались деревянными резными колоннами, а ограждение – затейливыми балясинами.

Несущими элементами деревянных лестниц служили площадочные балки и тетивы толщиной 60–80 мм. Для сопряжения ступеней с тетивами по боковой поверхности тетив выбирались пазы, в которые вставлялись концы досок проступей и подступенков. Снизу марши имели дощатую подшивку, которая иногда штукатурилась.

В жилых зданиях по группе капитальности «Обыкновенные» использовались два типа деревянных лестниц: двухмаршевая и трехмаршевая. Ширина марша составляет 1,2 м, высота марша 1,5 м. Высота подступенка равна 150 мм, ширина проступи — 300 мм.

Узел лестничной площадки: 1 – засыпка; 2 – толь; 3 – подшивка; 4 – штукатурка; 5 – брусок; 6 — ригель

Если проектируется строительство двухэтажного или одноэтажного дома, но с подвалом или чердаком, необходимо правильно рассчитать и возвести межэтажные перекрытия. Рассмотрим этапы и нюансы выполнения перекрытия по деревянным балкам и выполним расчет сечений балок, обеспечивающих достаточную прочность.

Устройство межэтажных перекрытий нуждается в особом внимании, ведь выполненные «на глазок», они могут не выдержать приходящихся на них нагрузок и обрушиться, либо потребовать излишних, не мотивированных затрат. Поэтому нужно всесторонне обдумать и рассчитать один или несколько возможных вариантов. Окончательное решение можно принять, сравнив стоимость или доступность приобретения материалов.

Требования к межэтажным перекрытиям

Межэтажные перекрытия обязаны выдерживать постоянные и переменные нагрузки, то есть кроме собственного веса выдерживать вес мебели и людей. Они должны быть достаточно жёсткими и не допускать превышение максимального прогиба, обеспечивать достаточную шумо- и теплоизоляцию.

Удельные нагрузки от мебели и людей для жилого помещения принимаются согласно нормам. Однако если планируется установка чего-то массивного, например, аквариума на 1000 л или камина из натурального камня, это обязательно нужно учитывать.

Жесткость балок определяется расчётом и выражается в допустимом изгибе на длину пролёта. Допустимый изгиб зависит от вида перекрытия и материала покрытия. Основные предельные прогибы, определяемые СНиП, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Элементы конструкций	Предельные прогибы в долях пролёта, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий	1/250
2. Балки чердачных перекрытий	1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги	1/200
б) балки консольные	1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных)	1/300
г) плиты	1/250
д) обрешётки, настилы	1/150
4. Несущие элементы ендов	1/400
5. Панели и элементы фахверха	1/250
Примечания: 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролёта. 2. При наличии строительного подъёма предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

Учтите, что напольное покрытие в виде керамической плитки или бетонной стяжки, склонной к растрескиванию, могут ещё более ужесточить требования по допустимому прогибу, особенно при достаточно длинных пролётах.

Чтобы снизить нагрузки на балки, следует при возможности располагать их параллельно коротким стенам, с одинаковым шагом. Максимальная длина пролёта при перекрытии их деревянными балками — 6 м.

Типы межэтажных перекрытий

По назначению перекрытия делятся на:

• межэтажные;
• чердачные;
• подвальные (цокольные).

Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50-100 кг/м 2 .

Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.

Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие

Конструкция перекрытий также может быть различной:

• с открытыми и скрытыми балками;
• с различными типами несущих балок;
• с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.

Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.

На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.

а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок

Виды креплений и соединений деревянных балок

В зависимости от конструкции и материала несущих стен деревянные балки крепятся:

• в предусмотренные в кирпичной или блочной кладке гнёзда, заглубив брус или бревно не менее 150 мм, а доску не менее 100 мм;
• на предусмотренные в кирпичной или блочной кладке полочки (уступы). Применяется в случае, если толщина стены второго этажа меньше, чем первого;
• в вырезанные пазы в бревенчатых стенах на глубину не менее 70 мм;
• к брусу верхней обвязки каркасного дома;
• к металлическим опорам-кронштейнам, закреплённым на стенах.

1 — опора на кирпичную стену; 2 — раствор; 3 — анкер; 4 — изоляция толем; 5 — деревянная балка; 6 — опора на деревянную стену; 7 — болт

Если длины балки не хватает, можно её удлинить, соединив (срастив) по длине одним из известных способов с помощью деревянных штырьков и столярного клея. При выборе типа соединения руководствуйтесь направлением приложения нагрузки. Сращенные брусы желательно усилить металлическими накладками.

а — сжатие; б — растяжение; в — изгиб

О деревянных балках перекрытия

В строительстве используют балки прямоугольного, круглого или частично круглого сечения. Наиболее надежными являются пиломатериалы прямоугольного сечения, а остальные применяют в условиях отсутствия бруса или из соображений экономии, при наличии таких материалов в хозяйстве. Ещё большей прочностью обладают клееные материалы из древесины. Балки из клееного бруса или двутавра могут устанавливаться на пролёты до 12 м.

Самый недорогой и востребованный вид древесины — сосна, но используют также и другие породы хвойных — лиственницу, ель. Из ели делают перекрытия в дачных, небольших домиках. Лиственница хороша для строительства помещений с повышенной влажностью (баня, бассейн в доме).

Отличаются материалы также сортностью, которая влияет на несущую способность балок. Сорт 1, 2 и 3 (см. ГОСТ 8486-86) подходят для балок перекрытия, но 1 сорт для такой конструкции может быть излишне дорогим, а 3 сорт лучше использовать на небольших пролётах.

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Наименование материала	Плотность или насыпная плотность, кг/м 3
Асбоцементный лист	750
Базальтовая вата (минеральная)	50-200 (от степени уплотнения)
Берёза	620-650
Бетон	2400
Битум	1400
Гипсокартон	500-800
Глина	1500
ДСП	1000
Дуб	655-810
Ель	420-450
Железобетон	2500
Керамзит	200-1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон	1800
Кирпич полнотелый	1800
Линолеум	1600
Опилки	70-270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб	22 кг/м 2
Паркет, 20 мм, щитовой	14 кг/м 2
Пенобетон	300-1000
Пенопласт	60
Плитка керамическая	18 кг/м 2
Рубероид	600
Сетка проволочная	1,9-2,35 кг/м 2
Сосна	480-520
Сталь углеродистая	7850
Стекло	2500
Стекловата	350-400
Фанера клееная	600
Шлакоблок	400-600
Штукатурка	350-800 (от состава)

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

• 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
• 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2) приведен в таблице 3.

Таблица 3

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

• h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)

L — длина балки, L = 330 см;

Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);

J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .

Для нашего примера:

• h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:

Строение перекрытий и применяемые для их сооружения материалы в полной мере зависят от конструкции здания. В зданиях каркасной или каркасно-щитовой конструкции перекрытия делают деревянными, так как каркас дома не рассчитывают на более тяжелые нагрузки. Здесь с уверенностью можно сказать, что перекрытие тоже является ограждением, с той лишь разницей, что расположена она в горизонтальной плоскости. Несмотря на это, порядок монтажа перекрытия несколько отличаются от стеновых конструкций.

Несущей основой каркаса деревянного перекрытия являются потолочные балки, которые входят в схему силового каркаса здания. Они воспринимают нагрузку собственного веса, заполнения, а также эксплуатационные нагрузки, передавая их на прогоны или столбы (рис. 108).

Рис. 108. :
А - чердачное перекрытие с "черным" потолком; Б - чердачное с подшивным дощатым потолком и ходовым настилом; В - междуэтажное перекрытие без звукоизоляции; Г - перекрытие с повышенной звукоизоляцией; Д - цокольное перекрытие с дощатой подшивкой;
1 - слой теплоизоляции; 2 - слой пароизоляции; 3 - "черный" потолок; 4 - подшивка; 5 - ходовой настил; 6 - пол; 7 - балка; 8 - сухая засыпка; 9 - подстилка; 10 - упругая подкладка; 11 - черепной брусок

Рис. 109. Формирование из досок двутавра (А) и полой коробчатой конструкции (Б)

Рис. 110. :
1 - балки; 2 - прогон; 3 - болт; 4 - шип; 5 - полосы; 6 - столб; 7 - подушка

Для устройства перекрытий подбирают балки, несущая способность которых отвечает предъявляемым требованиям. Балки изготавливают из кругляка, обработанного на четыре канта, бруса или досок толщиной 60-80 мм, установленных на ребро. Допускается применение спаренных досок толщиной 50 мм, которые "сшивают" между собой гвоздями или металлическими скобами. Еще лучше, если сформировать из досок двутавр или коробчатую конструкцию (рис. 109). При больших пролетах среднюю часть балок опирают на внутренние стены или на промежуточные столбы (рис. 110). В любом случае на выбор несущих балок накладывает отпечаток величина нагрузок. Допустимые сечения балок междуэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м2 приведены в таблице 19.

Таблица 19. Допустимые сечения балок междуэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м2
Ширина пролета, м	Расстояние между балками, м	Диаметр бревна, см	Сечение брусков, см
2	1	13	12*8
	0,6	11	10*7
2,5	1	15	14*10
	0,6	13	12*8
3	1	17	16*11
	0,6	14	14*9
4	1	21	20*12
	0,6	17	16*12
4,5	1	22	22*14
	0,6	19	18*12
5	1	24	22*16
	0,6	20	18*14
5,5	1	25	24*16
	0,6	21	20*14
6	1	27	25*18
	0,6	23	22*14
6,5	1	29	25*20
	0,6	25	32*15
7	1	31	27*20
	0,6	27	26*15

Нагрузки на перекрытия складываются из их собственной массы и временных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации дома. Собственная масса междуэтажных деревянных перекрытий зависит от конструкции перекрытия, применяемого утеплителя и обычно составляет 220-230 кг/м2, чердачных - в зависимости от массы утеплителя составляет 250-300 кг/м2. Временные нагрузки на чердачное перекрытие принимаются за 100 кг/м2, на междуэтажное - 200 кг/м2. Для того, чтобы определить полную нагрузку, которая приходится на один квадратный метр перекрытия в процессе эксплуатации дома, складывают временную и собственную нагрузки, и их сумма является искомой величиной. В зависимости от несущей способности балок, длины их пролета и величины эксплуатационных нагрузок выбирают расстояние между балками, которое обычно лежит в пределах 0,5-1м.

Рис. 111. :
1 - гипсокартонные листы; 2 - щит перекрытия из шпунтованных досок; 3 - слой гидроизоляции; 4 - слой звукоизоляции; 5 - балка; 6 - лага; 7 - доски пола; 8 - черепные бруски балки

Простильный настил устраивают для нежилых помещений, так как шумопоглощающие и теплоизоляционные свойства такого перекрытия довольно низкие. Суть перекрытия состоит в том, что между несущими балками нашивают настил из досок, служащий полом чердака. Подшивное перекрытие чаще всего применяют в дачных домиках мансардного типа, которые эксплуатируются сезонно, и к теплоизоляционным свойствам перекрытия не предъявляются высокие требования. Суть перекрытия состоит в том, что с обеих сторон балок крепят настил из шпунтованных досок. Шумопоглощающий слой укладывают прямо на доски нижней подшивки (рис.111). Нижний настил служит потолком нижнего этажа, а верхний - полом мансардного. В случаях, когда нижний настил, который служит потолком первого этажа, планируется штукатурить, то доски следует брать нешпунтованные и между ними оставлять зазор. Чтобы в досках настила при высыхании штукатурки не образовывались трещины и их не коробило, по всей длине делают надколы, в которые забивают деревянные клинья. Штукатурят подшивные потолки по драни.

Рис. 112. :
А - с утеплителем: 1 - балки; 2 - черепные бруски; 3 - черный пол; 4 - пергамин; 5 - утеплитель; 6 - пергамин; 7 - доски пола;
Б - накат на черепных брусках с звукоизоляцией: 1 - балки; 2 - черепные бруски; 3 - подшивка потолка; 4 - щиты наката; 5 - звукоизоляиця; 6 - пергамин; 7 - доски пола;
В - накат на балках без черепных брусков: 1 - балки; 2 - дощатый настил; 3 - пергамин; 4 - утеплитель; 5 - черновой пол; 6 - чистовой пол

Рис. 113. :
А - из обрезков; Б - из брусков; В - с усилением металлическими скобами; Г - при помощи продольных выборок

Засыпка по доскам нижнего настила может отрывать доски от балок, поэтому ее вес ограничивают. При устройстве таких потолков можно применять засыпку только с низким объемным весом (опилки, лузга и т.п.) Перекрытия с устройством наката сооружают для жилых домов, когда требования к изоляционным свойствам ограждающей конструкции повышенные. Этот тип перекрытий более полно отвечает звукоизоляционным и теплосберегающим требованиям. Для этого по несущим балкам устанавливают накат (рис. 112), который служит для восприятия нагрузки от утепляющего слоя и для передачи ее на балку. Накаты могут быть в виде щитов, собранных из продольных или поперечных досок. Щиты опираются на пробоины (черепные бруски), прибитые к боковым граням балок (рис. 113). Монтаж перекрытия начинают с установки несущих балок. Деревянные балки укладывают, как правило, по короткому сечению пролета по возможности параллельно друг другу и с одинаковым расстоянием между ними. При этом расстояние между балками должно соответствовать расстоянию между несущими стойками силового каркаса стен. Укладку балок ведут "маячным" способом - вначале устанавливают крайние балки, а затем промежуточные. Правильность положения крайних балок выверяют уровнем или ватерпасом, а правильность промежуточных - рейкой и шаблоном. Балки не должны иметь пороков, влияющих на их прочностные характеристики (большое число сучков, косослой, свилеватость и т.д.). Балки подвергают обязательному атисептированию и противопожарной пропитке.

Рис. 114. :
1 - плинтус; 2 - балка (60x180 мм); 3 - доски половые шпунтованные (40 мм); 4 - засыпка керамзитом; 5 - слой толя или рубероида; 6 - накат из досок (25 мм); 7 - черепной брусок (50x50 мм); 8 - просмоленная доска (200x50 мм); 9 - сливная доска (200x50 мм); 10 - гидроизоляция (2 слоя рубероида на горячей битумной мастике); 11 - просмоленная доска 100x40 мм; 12 - настил из досок толщиной 30 мм; 13 - подшивка из досок (25 мм); 14 - доски шпунтованные (30 мм); 15 - лаги 80x40 мм через 400 мм; 16 - прокладка толщиной 25 мм через 500 мм; 17 - слой цементно-песчаного раствора толщиной 20-50 мм; 18 - дощатый настил (40 мм)

Балки перекрытия врубают в бруски верхней обвязки каркаса стен над несущими стойками каркаса (рис.114). Концы балок выводят за пределы стены для образования карнизного свеса, который защитит стены от атмосферных осадков. Черепные бруски прибивают к боковым сторонам балок, выравнивая их нижнюю часть в одной плоскости с балками. Для этого обычно берут бруски сечением 40x40 или 40x50 мм из древесины хвойных пород. Крепление черепных брусков должно быть надежным, чтобы выдержать вес изолирующей засыпки. Вместо черепных брусков можно прибивать уголковую сталь, на одну из полок которой устанавливают щиты наката. В качестве наката можно использовать однослойные щиты из бакелизированной фанеры, доски, горбыли, фибролитовые, гипсошлаковые и другие листовые материалы, способные выдержать вес засыпки, и т.д. Пластины наката плотно подгоняют одна к другой. Чаще всего на торцах подстилающих досок выбирают четверть, чтобы нижняя поверхность их была в одной плоскости с поверхностью балки. Сооружая накат и настил, следует помнить, что чем больше деревянных элементов имеется в перекрытии, тем больше возрастает вероятность их вибрации при нагрузках, что становится дополнительным источником шума. Чтобы снизить эту вероятность, все элементы наката и настила целесообразно соединять в шпунт.

По накату настилают слой толя или пергамина, по которому укладывают теплоизоляционный материал: минеральную вату, гранулированный шлак, перлит, керамзит или другой вид утеплителя, свойства которых мы уже рассматривали. Утепляя чердачное перекрытие, пористые сыпучие материалы (шлак, керамзит и т.д.) обрабатывают сверху жидким песчано-известковым раствором для образования корки. Корка будет служить защитным слоем от пыли. Вид утеплителя и его толщину определяют в зависимости от расчетной наружной температуры воздуха, пользуясь для этого таблицей 20.

Таблица 20. Толщина засыпки чердачного перекрытия в зависимости от температуры наружного воздуха
Материал	Объемный вес, кг/м3	Толщина засыпки (мм) при температуре наружного воздуха, °С
		-15	-20	-25
Опилки древесные	250	50	50	60
Стружки древесные	300	60	70	80
Аглопорит	800	100	120	140
Котельный шлак	1000	130	160	190

Потолок подшивают досками, листовыми материалами (ДВП, ДСП, гипсокартон) или одним из видов декоративных панелей, поступающих в современную торговую сеть. Подшивка гипсокартонными листами увеличивает огнестойкость конструкции. Верхний настил лучше делать двойным. Сначала настилают доски толщиной 20 мм, по ним укладывают картон и только после этого настилают пол второго этажа. На чердаках, которые не предполагается эксплуатировать, верхний настил можно и не выполнять. Вместо него устанавливают доски в местах предполагаемого аварийного прохода. Такой настил называют проходными досками.

Щиты наката служат для создания поверхности потолка. Они воспринимают на себя нагрузку смазки, засыпки перекрытия, штукатурки и чистой подшивки потолка.
Щиты наката рекомендуется изготовлять в заводских условиях, и лишь при небольшой партии они могут быть изготовлены в приобъектной мастерской. Для их изготовления выбираются доски хвойных пород без признаков гнили, червоточины, синевы и других пороков. Щиты могут быть однослойными и двухслойными. Сшивные планки должны свисать со щита на толщину черепного бруска, в двухслойных на такую же величину может свисать верхний поперечный слой щита. Щиты длиной более двух метров сбивают двое плотников, пользуясь верстаком-шаблоном.
Верстак-шаблон изготовляется по размерам щита и состоит из двух частей: нижней - каркаса и верхней - поворотной на осях рамы.
Работа по сборке двухслойных щитов наката из заготовленных элементов производится в такой последовательности. Один плотник берет доски продольного слоя, укладывает их на планки жесткости 9 верстака и прибивает к ним доски по перечного слоя. После сбивки щита выдвигают штырь 8, и ра ма со щитом принимает наклонное положение. Сбитый щит сбрасывают в штабель, где второй плотник загибает торчащие гвозди и затем переходит на укладку досок в верстак для сбивки следующего щита.
Изготовление щитовых перегородок для деревянных и кирпичных зданий производится в специализированном цехе деревообрабатывающего комбината. Деревянные перегородки по конструкции делятся на две основные группы:
1) перегородки из укрупненных, заранее заготовленных щи тов и панелей и 2) перегородки, устанавливаемые на месте из досок и брусков. По количеству слоев перегородки бывают двух- и трехслойные. Чистые дощатые перегородки из досок, забранных в стойки, могут быть однослойными, соединяемыми на вставных шипах. При изготовлении двух- и трехслойных перегородок могут быть использованы короткие доски из малоценных пород древесины, но без при- знаков гнили. Двухслойные щиты толщиной 48-55 мм изготовляют с прокладкой между слоями досок звукоизоляционных материалов.
Обычно укрупненные щиты перегородок изготовляют поточным методом. В этом случае отходов почти не получается. Подаваемые из лесоцеха доски укладываются на стол 12 двумя наборщиками ленты и сбиваются 70-миллиметровыми гвоздями четырьмя рабочими. Сбитая щитовая лента, прижатая прижимами 11, продвигается по рифленым вальцам с помощью механизма подачи 2 к направляющей линейке 3. Если дощатая лента получилась шире установленного размера, излишек срезается циркульной пилой 10. Дойдя до концевого выключателя 6 и замкнув его, дощатая лента останавливается. В это время включается торцовочный станок 4, который разрезает дощатую ленту на щиты необходимой длины. Отрезанный щит по ленточному транспортеру 8 поступает на стол 5, а оттуда на склад готовой продукции. Исправление дефектов у отдельный части щитов производится на столе 7. Стол 9 с чугунной плитой необходим для загибания гвоздей.
Щиты для междукомнатных перегородок по толщине делят на три категории: от 48 до 55, от 56 до 65 и от 66 до 78 мм. По ширине щиты бывают двух размеров: 395 и 495 мм. Длина щитов в зависимости от высоты помещений установлена пяти размеров: 2650, 2850, 3050, 3250 и 3650 мм. В случае изготовления щитов перегородок в условиях стройки необходимо пользоваться верстаком, изготовленным по размеру щита. Поддон верстака-шаблона, обивают листовой сталью для самозагибания гвоздей. На нем щиты можно обивать штукатурной дранью.

Черепной брусок представляет собой материал, который закрепляется на боковой грани деревянной балки, в результате чего на него опираются щиты перекрытия. Он применяются как в гражданских, так и в жилых зданиях, при этом важно соблюдать, чтобы черепной и деревянный брус пребывали в одной плоскости.

Для крепления брусков применяются гвозди определенного диаметра. При этом их необходимо забивать на определенном расстоянии и в центре бруска.

Черепные бруски являются своего рода несущей конструкцией, к которой впоследствии крепятся всевозможные отделочные материалы, к примеру, обрешетка стен, либо обрешетка, применяемая для укладки черепичной кровли. Также возможно их использование в каркасе деревянного забора. Цена этого материала варьируется от 15000 за 1м 3 .

Производство бруса

В большинстве случаев брус изготавливается из сосны, при помощи специального станка его обрабатывают со всех сторон. Наиболее распространенные размеры черепного бруска – 40х50 мм .

Его производство осуществляется двумя основными способами:

1. Стандартный обрезной способ – изготовление осуществляется из древесины обычной влажности;
2. Сухой строганный метод – предполагает изготовление бруса из древесины, имеющей влажность 8-10%. Его вначале высушивают при помощи специальной сушильной камеры, где гибнут все бактерии.

Важно!
Перед применением брусок необходимо обработать биозащитным средством — это способно значительно увеличить его эксплуатационный срок.

Калькулятор

Простой калькулятор по расчету необходимого количества бруса выглядит так:

Длина стен

м

Ширина стен

м

Высота стен

м

Сечение бруса

150х150 мм. 180х180 мм. 200х200 мм.

Длина бруса

5 м. 6 м. 7 м. 8 м. 9 м. 10 м. 11 м. 12 м.

Устройство пола

Черепной брус довольно широко используется в процессе устройства «чернового» пола. Бруски крепят к лагам пола и впоследствии они служат для него опорой. Это наиболее легкий и быстрый способ.

Основные элементы

Цокольное перекрытие или пол, состоят из следующих элементов:

1. Балки – прогоны, которые опираются на цокольную обвязку, либо на окладной венец (в срубах);
2. Лаги – уложенные поперек прогонов балки;
3. «Черный» пол (накат);
4. Засыпка – утеплитель;
5. Чистый пол.

Основным несущим элементом перекрытия являются прогоны, именно они обеспечивают требуемую жесткость конструкции.

Лаги пола — балки с черепными брусками

Важно!
Перекрытие должно выдерживать нагрузку порядка 200 кгс на 1м 2 поверхности (помимо собственной массы, которая составляет примерно 60 кгс на 1 м 2).
При соблюдении этого условия допускается эксплуатация постройки.

Устройство настила

1. Для применяется материал толщиной 5-8 см, если требуется большая толщина, то берут сдвоенные изделия, однако допускается использование цельного бруса, либо бревна, протесанного хотя бы один кант;
2. Черепные бруски 4х4 см закрепляются на нижней части балки-прогона. Это делается с целью опоры наката, на который впоследствии будет укладываться ;
3. Если бревно протесывается для использования в качестве балки, желательно сразу вытесать и черепной профиль;
4. Балки-прогоны были врезаны в окладной венец или уложены на цокольную обвязку, проверена их горизонтальность (с помощью гидравлического уровня) и плоскостность (при помощи шнура, натянутого на крайние прогоны или длинной рейки). В результате верхние канты всех балок должны пребывать в одной плоскости (горизонтальной);
5. Теперь поверх черепных брусьев необходимо настелить накат. В качестве наката отлично подойдет горбыль или доска;

1. Затем поверх наката следующим образом укладывается пергамин, а его края должны быть загнуты вертикально вверх, чтобы его можно было без проблем прибить к балкам;
2. В случае если прогоны расположены довольно густо, доски пола допускается стелить непосредственно на них, после устройства утеплителя и верхнего слоя пергамина;
3. Если прогоны более чем на 1,2 м стоят друг от друга, то поперек балок укладываются лаги из бруса (50х80 или 50х100 мм) с шагом примерно 0,6-1,2 м. В данном случае лаги будут выступать в качестве опоры для досок чистого пола.

Укладка половой доски

Инструкция по укладке:

1. У стены поперек лаг прибивается крайняя доска. После чего укладывается 6-8 досок, отжимаются (сплачиваются) по длине доски в 2-3 местах. Таким образом, обеспечивается максимальное примыкание досок друг к другу. Далее при помощи гвоздей доски прибиваются в каждую лагу, а отжим убирается. Затем операцию необходимо повторить;
2. Для сплачивания конструкции существуют различные приемы. Наиболее простой – при помощи строительных скоб. Данные приспособления вбиваются в лаги, после чего между крайней доской и скобой вбиваются два клина (прокладку и рабочий клин выполняют из березы);
3. Вместо клиньев можно доску опереть на скобы, а отжим осуществлять вертикальным рычагом. Значительно удобней специальные клиновые сжимы или скобы-тройники.

Кроме того, существуют натяжные устройства, которые применяются при массовом строительстве. В отличие от клиньев, они значительно эффективней (на отжим требуется меньше времени). В качестве отжимного механизма прекрасно подойдет домкрат (не гидравлический).

Монтаж чердачного перекрытия

Устройство чердачного перекрытия осуществляется подобно цокольному:

1. В венец сруба на требуемой высоте врезаются сковороднем балки-прогоны. В случае каркасной конструкции, они опираются на горизонтально расположенную доску (ширина – 100 мм, толщина – 50 мм), врезанную в вертикальные стойки плашмя заподлицо;
   
2. После чего потолок подшивается снизу по черепным брускам. Сверху по лагам осуществляется устройство пола второго этажа или чердака. Если пользование чердачным перекрытием не предусмотрено, то, как правило, пол не настилают.

Итоги

Подводя итог, следует обратить внимание, что в настоящее время основная масса людей при возведении загородных домов использует не кирпич, а дерево, особенно популярны деревянные строения из бруса. Видео в этой статье поможет более детально рассмотреть технологию укладки черепичных брусков.