Межэтажные перекрытия: виды конструкций и монтаж

Железобетонные перекрытия

Такие перекрытия обладают рядом ценных качеств, главными из которых являются большая прочность, долговечность и огнестойкость. При проектировании конструкций элементов сборных железобетонных перекрытий необходимо стремиться укрупнять их для сокращения числа монтажных операций и стыковых сопряжений.

Сборные железобетонные перекрытия

Сборные железобетонные перекрытия подразделяют на три основные группы: в виде настилов (плит), крупнопанельные и балочные. Перекрытия в форме настилов состоят из плоских или ребристых однотипных элементов, укладываемых вплотную; соединяют их путем заполнения промежутков цементным раствором. Такие перекрытия состоят из несущей железобетонной части (обычно офактуренной снизу), звуко- или термоизоляционного слоя и конструкции пола. Опорами для настилов служат стены и прогоны. Наиболее распространены пустотелые настилы высотой 160 мм при пролетах до 4 м и 220 мм — при пролетах более 4 м. В настилах имеются продольные пустоты круглого сечения ( рис. 2, а ).

➤

Производство и основные преимущества

Железобетонные балки и прогоны ПРГ имеют ряд преимуществ:

• прочность;
• огнестойкость;
• устойчивость к перепадам температур и атмосферным факторам;
• можно применять в любых сооружениях, в том числе неотапливаемых;
• долговечность;
• экономичность (на прогоны железобетонные цена отличается своей доступностью почти всегда).

Для производства прогонов используются марки бетона М250 и М300. Изготавливаются изделия с помощью специальных форм, в которые укладывается готовый каркас балки из предварительно натянутой арматуры и сварной сетки, после чего заливается бетон. После полного застывания бетона конструкцию отправляют в специальные камеры для пропаривания. На этом процесс производства завершен.

Перекрытия между этажами деревянными балками и их размеры

Деревянные перекрытия состоят, как правило, из балок, являющихся несущей частью конструкции пола, межбалочного заполнения, предназначенного для звукоизоляции или теплоизоляции, и отделочного слоя потолка.

Верхним слоем межбалочного объема обычно являются звуко- и теплоизоляционные заполнители, нижним — поддерживающий изоляцию, называемый накатом.

В качестве деревянных балок перекрытия чаще применяют брусья из дерева прямоугольного сечения. Вдоль брусьев к их боковым граням прибивают черепные бруски для опирания на них наката. Бруски размером 40x50 мм покрывают антисептиком и прибивают к брусьям гвоздями d=4,5 мм, 1=125 мм через 300 мм.

Для межэтажных перекрытий деревянные балки применяют двух типов: БД — с черепными брусками, закрепленными с двух сторон, и БО с брусками, прибитыми с одной стороны.

Торцы балок скашивают для увеличения поверхности испарения влаги из балок и обеспечения воздушной прослойки между торцом балки и кладкой. Расстояние между слоями балок из брусьев принимают от 600 до 1100 мм.

Последовательность процесса монтажа балочного перекрытия

По большому счету любое балочное перекрытие будь оно цокольным или мансардным монтируется по приблизительно одинаковому алгоритму, который можно представить в следующей последовательности.

В начале на опорные конструкции укладываются несущие элементы – балки, с сечением согласно расчетных нагрузок. В данном варианте приведен пример с использованием деревянного бруса (сосна) размером 100х200 (Рис.1)

Далее, к нижней их части прибиваются черепные брусочки 50х50, для того чтобы было удобно укладывать черновое покрытие, утеплитель т.п. (Рис.2)

В качестве чернового покрытия, в этом случае выступает доска 25х125, ее прибивают к брускам и уже поверх конструкции наносится пароизоляция и укладывается тепло и шумоизоляция, очень часто применяют пенополистирол, утеплитель из базальтового волокна или пористые заполнители различного вида. (Рис.3,4). Материал обычно укладывается вровень с балкой, для полного заполнения пространства. Сверху так же весь «пирог накрывается пароизоляцией, чтобы полностью исключить попадание влаги вовнутрь перекрытия.

На следующем этапе устройства горизонтальной несущей конструкции, монтируются лаги, из пиломатериала размером 100х50, с шагом 600мм. Заметим, что направление досок в каждом последующем слое ориентировано перпендикулярно предыдущему. Это позволяется равномерно распределить нагрузки и придать дополнительную жесткость конструкции. (Рис.5)

Затем укладывается половая доска, как правило, это сороковка, но может использоваться любой другой подходящий вариант, фанеры, ДВП, гипсокартон и т.д. (Рис.6)

В заключении, зашивается нижняя часть перекрытия, декорируется и оформляется потолок. (Рис.7)

Вот так схематично можно представить эту многослойную конструкцию. Набор и размер слоев будет меняться в зависимости от функционального назначения перекрытия.

Защита перекрытий

Противопожарная защита

Особые требования к строительным материалам и конструкциям предъявляют нормы противопожарной защиты. Конструкции из разных по своим свойствам материалов различают по способности задерживать огонь в течение некоторого времени (полуогнестойкие) и полностью останавливать его распространение (огнестойкие).

В жилищном строительстве, в частности в зданиях, где пол верхнего перекрытия расположен более чем в 7 м от уровня земли, конструкции междуэтажного перекрытия должны обладать по меньшей мере огнезадерживающими свойствами (продолжительность сопротивления огню — не менее 30 мин в опытных условиях). Бетоны, в том числе и легкие, огня не боятся, по крайней мере, успешно его сдерживают в течение 3—4 ч. Древесину обычно обрабатывают растворами, придающими ей эффект дают негорючие материалы, в частности гипсоволокнистые и гипсокартонные плиты, широко применяемые для облицовки помещений. При проектировании перекрытий по открытым деревянным балкам необходимо учитывать и то, что эти балки подвержены воздействию огня не только снизу, но и с боков, и соответственно располагать огнестойкую облицовку.

При определении параметров стойкости конструкций из цельной древесины (например, хвойной) скорость ее выгорания принимают равной 0,8 мм/мин. При расчете перекрытий по открытым деревянным балкам высотой 24 см при ширине пролета 580 см ширину балок с учетом огнестойкости увеличивают до 12 см и более.

Защита от климатических воздействий

В специальной защите от климатических воздействий деревянные конструкции наружной стены, плоской крыши, перекрытия чердачного (технического) этажа или мансарды с наклонными стенами при исправной кровле не нуждаются. Защита же древесины междуэтажного перекрытия важна только в помещениях с повышенной влажностью (как правило, в зоне душа, ванных, прачечных и бани). Для всех приведенных конструкций невентилируемых перекрытий, в том числе и для открытых балок, вполне достаточна защита древесины лакокрасочными покрытиями или другой отделкой. Специальные химические средства здесь не нужны. В отдельной, специально устроенной вентиляции такое перекрытие не нуждается вовсе. При устройстве дощатых полов на лагах вентиляция желательна, и для этого в полу устраивают вентиляционные решетки или плинтусы с нащельниками.

Цокольное (подвальное) перекрытие над холодным помещением

Холодным помещением может быть неотапливаемый подвал или цокольный этаж. Здесь ситуация аналогична той, что с холодным чердаком. Водяной пар, устремляясь в холодное помещение, конденсирует на стенах подвала (цокольного этажа) и нижней поверхности перекрытия, обращённой в помещение подвала. Сырое холодное помещение будет совсем непригодно для любых целей. Другая опасность: в сыром помещении деревянные балки быстро сгниют, а стальные покроются ржавчиной; это — к вопросу неверного конструктивного решения, которое уменьшает долговечность перекрытия.

Нормальные эксплуатационные условия в подвале (цокольном этаже) будут обеспечены, если:

• проложить пароизоляционный слой со стороны тёплого надподвального (надцокольного) помещения, т.е. над утеплителем;
• сделать продухи по периметру дома, дающие доступ воздуха в подвал для вентиляции, если подвал не полностью заглублён в грунт (наименьший размер продухов — в один кирпич). Продухи заделывают сетками, а на зиму, если необходимо, их чем-то закрывают, например кирпичом или специальными заглушками.

Устройство перекрытия по деревянным балкам над холодным помещением и вентиляция помещения: 1 — деревянная балка перекрытия; 2 — конструкция чистого пола; 3 — доски черного пола; 4- лаги; 5 — пароизоляция; 6 – теплоизоляция; 7— рулонный паропроницаемый материал; 8 — дощатый настил; 9 — черепной брусок; 10 — продух; 11 — конструкция пола по грунту.

В случае подземного этажа, т.е. когда подвал полностью заглублён в грунт, нужно вывести вентиляционные воздуховоды. Это уже к вопросу инженерного оборудования дома, которое в настоящей книге не рассматривается.

Расчет на изгиб швеллера для перекрытий

Произведем расчет швеллера для перекрытия исходя из следующих условий. Имеется помещение, размером 6х8 м. Шаг хлыстов швеллера перекрытия составляет р = 2 м. Логично предположить, что швеллер следует укладывать вдоль короткой стены, что позволит снизить максимальный изгибающий момент, действующий на него. Нормативная нагрузка на один квадратный метр составит 540 кг/м2, а расчетная – 624 кг/м2 (согласно СНиП, учитывая коэффициенты надежности для каждой составляющей нагрузки). Пусть швеллер перекрытия с каждой стороны опирается на стену длиной 150 мм. Тогда рабочая длина швеллера будет составлять:

• L = l+2/3•lоп•2 = 6+2/3•0,15•2 = 6,2 м

Нагрузка на один погонный метр швеллера составит (нормативная и расчетная соответственно):

• qн = 540•р = 540•2 = 1080 кг/м = 10,8 кН
• qр = 540•р = 624•2 = 1248 кг/м = 12,48 кН

Максимальный момент в сечении швеллера будет равен (для нормативной и расчетной нагрузки):

• Мн = qн•L2/8 = 10,8•6,22/8 = 51,9 кН•м
• Мр = qр•L2/8 = 12,48•6,22/8 = 60 кН•м

Определим необходимый момент сопротивления сечения по выражению:

• Wтр = Мр/(?•Ry)•1000, где

Ry = 240 МПа – сопротивление стали С245, расчетное ? = 1 – коэффициент условий работы

Тогда Wтр = 60/(1•240)•1000 = 250 см3

     Технические требования

     4.1 Основные параметры и размеры

4.1.1 Балки следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта, а также рабочих чертежей и технологической документации, утвержденной в установленном порядке, по рабочим чертежам серий [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11].

4.1.2 Типы конструктивных решений балок:

– с параллельными поясами;

– односкатные;

– двускатные.

4.1.3 Форма и основные размеры наиболее часто применяемых балок приведены в приложении А.

4.1.4 Балки изготовляют предварительно напряженными, кроме балок типоразмеров 1БСП7 и 2БСП7. Балки типоразмеров БСП6, БСП9, 2БСО6, 2БСО8, 2БСО9 и 1БСО11 допускается изготовлять с ненапрягаемой арматурой.

4.1.5 Балки следует изготовлять со строповочными отверстиями для подъема и монтажа. Допускается вместо строповочных отверстий предусматривать монтажные петли, выполненные в соответствии с указаниями рабочих чертежей на эти балки.

4.1.6 Балки применяют с учетом их предела огнестойкости, указанного в рабочих чертежах балок.

     4.2 Характеристики балок

4.2.1 Балки должны удовлетворять установленным при проектировании конкретного объекта требованиям по прочности, жесткости, трещиностойкости и при испытании их нагружением в случаях, предусмотренных рабочими чертежами, выдерживать контрольные нагрузки.

4.2.2 Балки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015:

– по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте, передаточной и отпускной);

– по морозостойкости бетона, а для балок, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной газообразной среды, – также по водонепроницаемости бетона;

– по показателям средней плотности легкого бетона;

– по маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель;

– по толщине защитного слоя бетона до арматуры;

– по защите от коррозии.

4.2.3 Несущая способность конкретной балки определяется автором проекта здания (сооружения) по действующим в период применения нормативным документам.

     4.3 Требования к материалам

4.3.1 Балки следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 или легкого конструкционного бетона по ГОСТ 25820 классов по прочности на сжатие, указанных в рабочих чертежах балок.

4.3.2 Передачу усилий обжатия на бетон (отпуск натяжения арматуры) в предварительно напряженных балках следует проводить после достижения бетоном требуемой передаточной прочности.

Нормируемая передаточная прочность бетона предварительно напряженных балок должна соответствовать значению, приведенному в рабочих чертежах на эти балки, но принимается не менее 15 МПа и не менее 50% принятого класса бетона по прочности на сжатие.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Нижний черновой пол на межэтажных перекрытиях выполняется из досок с меньшим сечением.

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам проводится по той же технологии, что и монтаж подвальных конструкций. Главное отличие межэтажного настила от напольного – наличие двойного чернового пола. При этом нижний черновой пол является потолком 1 этажа и выполняется из досок с меньшим сечением.

Строительство чердачных и межэтажных перекрытий проводится по следующей технологии:

1. В посадочные гнезда устанавливаются несущие балки.
2. Снизу с помощью строительного степлера крепятся ветроизоляционная пленка.
3. Снизу крепится черновой пол.
4. В ниши между балками выстилается утеплитель. Это может быть минеральная вата, пенополистирол, либо эковата на основе расщепленной бумаги.
5. Поверх утеплителя настилаются доски и проводится стяжка верхнего чернового пола.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Условно технологии усиления балок можно разделить на несколько видов:

• реставрационные;
• реконструкционные.

Реставрационные. В данную категорию входят такие способы, как усиление деревянными накладками, металлическими пластинами, обмотка углеволокном, протезирование. Рассмотрим каждый из вариантов более подробно.

Деревянные накладки

Монтаж деревянных накладок на поврежденную балку.

Поврежденные балки (сгнившие, надломленные, потенциально слабые) можно усилить с помощью деревянных накладок. Для этого саму балку зачищают наждачной бумагой, либо рубанком и обрабатывают антигрибковым препаратом. С обеих сторон выкладывают брус с меньшим сечением. Конструкцию стягивают с помощью шнуров и прошивают сквозными болтами.

Металлические пластины

Схемы крепежа поврежденной балки на пластины (рис. №1) и прутья (рис. №2).

Несущую способность надломленных бревен восстанавливают с помощью металлических протезов по описанной выше технологии. Метизы прикладывают к зачищенной и обработанной балке и затягивают на ряд сквозных болтов.

Обмотка углеволокном

Схемы крепежа поврежденной балки на пластины (рис. №1) и прутья (рис. №2).

Углеволокно, наклеенное на поврежденный брус.

Технология восстановления перекрытий с использованием углеволокна отличается простотой и легкостью. Для этого поврежденное место проклеивается несколькими слоями углеродного материала.

Протезирование

Протезирование с помощью металлических протезов и накладок.

Протезирование с помощью металлических протезов и накладок.

Протезирование применяется для повышения прочности и износостойкости мест стыка бруса со стеной. Именно здесь из-за максимального давления чаще всего проявляются последствия коррозии и износа. Предупреждающие меры принимаются на этапе первичного монтажа конструкции. Металлические накладки пришивают с помощью болтов к шипу бруса. Усиленную конструкцию устанавливают в гнездо. Аналогом накладок является металлический протез. Его засверливают в тело балки и устанавливают в небольшое отверстие в стене.

Реконструкционная категория включает такие методы, как

• установка опор (колон, вертикальных балок);
• монтаж дополнительных балок.

Установка опор

Опорная свая в подпольном перекрытии.

При недостаточной несущей способности бруса его часто усиливают вертикальными опорами. Монтаж сваи позволяет перераспределить давление с балки на опору. Данная технология наиболее популярна при ремонтных работах на чердаках и под полом.

Дополнительные балки

Частый шаг для бруса с недостаточным сечением.

При метровом шаге увеличить несущую способность деревянных балок перекрытия можно с помощью дополнительных брусьев. Для этого производится полный демонтаж перекрытия и установка бруса с шагом в 50 см.