Устройство перекрытия для каркасного дома

Перекрытия каркасных домов считаются одними из самых ответственных конструкций, служащих для разделения пространства на этажи, организации напольных систем и усиления домовой конструкции в целом.

В каркасном доме, как правило, размещаются 3 типа таких конструкций: цокольные, межэтажные и чердачные.

Они подвержены различным силовым воздействиям, в связи с этим их обустройство выполняется по-разному.

Какие существуют типы?

Перекрытие для домостроения каркасного типа — несущая конструкция, разделяющая свободное пространство объекта на отдельные зоны по высоте, образуя этажи.

Вследствие этого они подразделяются на цокольные, межэтажные и чердачные.

Вне зависимости от места своего расположения их конструкция должна отвечать нормативным требованиям, быть не очень массивной и дорогой, а кроме того, соответствовать нормативным критериям:

• по жесткости, прочности и надежности;
• не иметь прогибов по длине;
• обладать превосходной звукоизоляцией и шумозащитой;
• иметь высокое сопротивление теплопотерям;
• все составляющие компоненты перекрытия должны обладать огнестойкостью.

Цокольное

Цокольное перекрытие — это строительная конструкция, изолирующая цоколь дома от комнат 1-го этажа. Его формируют до начала постройки стеновых конструкций. Предварительно перед монтажом на поверхности фундамента выполняется 2 слоя гидроизоляции. Для создания мощной конструкции также применяют двойную обвязку пиломатериалами 150*150 мм, или 100*150 мм в одноэтажных домах. Далее устанавливают лаги из бруса 100*150 мм на ребро с шагом между брусьев — 80 см.

Между этажами (первым, вторым)

Межэтажное перекрытие — это строительная конструкция между двумя этажами, которая выполняет в одном нижнем помещении функцию потолка, а во втором верхнем — пола. Они должны иметь высокую прочность конструкции, поэтому для монтажа используют высокосортные пиломатериалы повышенного сечения.

Специалисты советуют выбирать балки с прямоугольным сечением с соотношением сторон по высоте к ширине, как 1. 4 к 1. Допустимые размеры балок для межэтажных перекрытий по ширине допускаются от 50 до 200 мм, а по высоте — от 100 до 300мм.

Дистанция между балками принимается от 40 до 120 см, размеры теплоизолирующих плит и элементов подшивки должны совпадать с шагом стоек в каркасной конструкции.

Важно! При выборе типоразмера пиломатериалов, высота балок выбирается такой чтобы превышать толщину утеплителя.

Чердачное

Чердачное перекрытие призвано защитить жилые помещения от потерь тепла и выполняется довольно прочным из расчета того, чтобы по нему можно было безопасно ходить, размещать мебель и бытовое оборудование. Его выполняют практически из тех же пиломатериалов, что и межэтажные перекрытия, но больше уделяют внимание теплозащите, поэтому потребуется устанавливать утеплитель большей толщины 100 мм и более, согласно расчетным теплопотерям.

Сверху слоя теплоизолятора, в обязательном порядке располагают пароизоляцию, с целью не допустить поступление конденсата в теплозащитный материал. На него устанавливают дощатый настил для переходов по чердачному пространству, во время монтажа кровли и ее обслуживания.

Нормативы и требования

Базовым документом, который регламентирует нормы для возведения перекрытий таких типов домостроений является СП 31-105, изданный в 2002 г.

Конструкция их выбирается в процессе проектирования дома и находится в прямой зависимости от габаритов в плане и наибольшей нагрузки, которую создают основные его конструктивные элементы.

Допускается устраивать перекрытия на балках, ребрах либо соединять в одной и той же конструкции одновременно 2 модификации. Такая универсальная конструкция может обеспечивать пролет до 15 м. Балки данного варианта укладываются с большим ходом, и закрепляются перпендикулярно поставленным ребрам. Для соединения применяют стальные хомуты, строительные скобы и резьбовой крепеж.

Разрешается устанавливать пролет конструкции от 6 до 15 м. Имеются ограничения по сечению балок, например, для второго этажа, они должны иметь не менее 150 мм. При установке перекрытий застройщику нужно выполнить следующие нормы:

1. Минимальный промежуток от дымохода до соседней балки — 40 см, для обеспечения пожарной безопасности.
2. Древесина, используемая для монтажа перекрытий должна иметь влажность не выше 8-12%.
3. При установке цокольного перекрытия над неотапливаемым подвалом, к низу балок прибивают бруски 50*50 мм, на которые укладывают теплозащиту пола.
4. Межэтажные перекрытия могут быть без теплоизолятора, но для шумоизоляции необходимо уложить слой песка не менее 50 мм.
5. Все деревянные элементы конструкции обрабатываются антисептиками и противопожарными составами.
6. Перекрытия должны устойчиво переносить скачки температуры, особенно для цоколя и чердака и не впитывать комнатную влагу.

Важно! Прочностные характеристики в наибольшей степени находятся в зависимости от высокого качества и размера сечения брусьев и балок. Сечение находится в зависимости и от протяженности пролетов, и от шага расположения звеньев.

Для правильного выбора размеров, застройщик должен руководствоваться следующей таблицей.

Из каких материалов и балок?

Для перекрытий используют хвойные породы дерева, дуб и лиственницу. Самыми стойкими против процесса гниения считаются сосна, дуб и лиственница.

Виды материалов, используемых для перекрытий каркасного домостроения:

1. Стандартная доска шириной 200-300 мм.

   Преимущества: хорошо функционирует на прогиб, меньше имеет деформаций и трещин, относится к недорогим пиломатериалам.

2. Высокопрочный клееный брус, имеет прочность по отношению к обычной древесине больше в разы.

   Преимущества: значительная длина до 12 м, способность равномерно распределять нагрузку, превосходные показатели прочности и противодействие на изгиб, сухой материал, обладает большим сроком эксплуатации. Недостаток: высокая цена.

3. Двутавровые балки — наиболее надежный вид перекрытий, на который допускается укладывать обычный настил. Снизу закрывается гипсокартонном.

   Преимущества: высочайшая прочность, легкость установки, универсальность, может применяться для любых типов помещений. Недостаток: высокая цена.

4. Чердачные фермы Н= 350 мм — балки из готовых деревянных форм 100х50 мм, полученные методом прессования. Внутри установлены металлические пластины, соединяющие конструкцию в единое целое. Внутри таких соединений допускается размещать инженерные коммуникации.

   Преимущества: высокая прочность, долговечность, простота монтажа и допустимость внутреннего размещения инженерных коммуникаций. Недостаток — высокая цена.

5. LVL-балки — новый материал для перекрытий в каркасном доме. Их производят путем соединения нескольких слоев шпона методом склеивания под высоким давлением. Высокая прочность достигается благодаря, тому что волокна располагаются параллельно.

   Преимущества: большой выбор типоразмеров, материал легко обрабатывается. На практике для этого можно использовать любой режущий инструмент, незаменимый материал для перекрытий с большими пролетами. Недостаток: высокая цена.

6. HTS-балки, относятся к новым разработкам немецких инженерам в области каркасного домостроения. Выполнены в форме двутавра, у которого внешние слои — древесина, а внутренний — OSB плита. Между такими слоями вмонтирован стальной профилированный лист толщиной 0.5 мм с волнистой конфигурацией, обработанный полимерным покрытием.

   Волнистая форма внутренней защиты создает высокие прочностные характеристики изделия и обеспечивает лучшую способность на изгиб. Для того чтобы такая конструкция не скручивалась внутри, встроены элементы, создающие скрытую поперечную связь.

   Преимущество: высокая прочность, долговечность, простота монтажа, предназначены для крупногабаритного каркасного домостроительства. Недостаток — высокая цена.

Пирог и схема

В проекте такого здания как правило присутствует раздел по выбору индивидуального пирога для каждого из 3-х типов перекрытий и указывается схема расположения балок. Результаты расчетов зависят от вида пола, эксплуатационной нагрузки перекрытия и дополнительной нагрузки перегородок. Например, для чернового пола с ОСП толщиной 22 мм и общей нагрузкой 350 кг/м2, такие пролеты можно взять из таблицы.

Далее на основании инженерных расчетов разрабатывается схема раскладки балок, в котором обозначается сечение, их местонахождение и порядковый номер, шаг и полные параметры перекрытий.

В целом для таких перекрытий рассчитывается одна схема «пирога», только для цокольного и чердачного перекрытия усиление делается по теплозащите, а для межэтажного перекрытия — по звукозащите и шумопоглощению.

В общем виде «пирог» конструкции выполняется таким способом, в порядке установки снизу-вверх:

• деревянная подшивка из досок;
• пленочная гидрозащита;
• плиточный теплоизолятор группы минераловатных утеплителей, для цокольной конструкции иногда применяют насыпной керамзит;
• мембранный паробарьер;
• ОСБ либо шпунтованный пиломатериал;
• усиление теплозащиты с установкой дополнительных базальтовых плит для цоколя и кровли;
• выравнивающая цементная стяжка, окончательная отделка поверхности.

Как рассчитать конструкцию и ее нагрузку?

Для нахождения толщины балок конструкции можно воспользоваться методом укрупненного расчета или определить их с применением формул. Первый вариант наиболее простой, в этом случае принимаются постоянные нагрузки, исходя от толщины теплоизолятора, в диапазоне от 210 до 230 кг/м2. На чердачные и цокольные полы принимают большие показатели от 255 до 315 кг/м2, поскольку укладывают более толстый слой минеральных плит.

Переменные нагрузки выбирается наоборот больше для межэтажных конструкций 200 кг/м2, а для чердачных только 100 кг/м2. После определения суммарной нагрузки устанавливается табличным способом сечение балок.

Более точные расчеты выполняются с применением формульного метода.

Пример расчета распределенной и сосредоточенной нагрузки бруса из сосны:

• Исходные данные балки:
  1. Длина,6 м.
  2. Высота, 250 мм.
  3. Ширина балки,100 мм.
  4. Вес, 75 кг.
• Результаты расчета:
  1. Шаг балок, 500 мм.
  2. Нагрузка по площади, 300 кг/м2.
  3. Распределенная нагрузка,150 кг/м2.
  4. Максимально прогиб перекрытий, 24 мм.
  5. Расчетный прогиб, 19 мм.
  6. Запас по прогибу, 1.26 раза.
  7. Предельная нагрузка по прочности = 547.1 кг/м2.

Инструкция монтажа по шагам

Для каждого из 3-х видов перекрытий такого дома существуют определенные различия, вызванные условиями эксплуатации каждой из них, а также их размерами. Так толщина основных пиломатериалов напрямую зависит от длины пролета. 

При монтаже этих конструкций придерживаются некоторых общих правил. Прежде всего монтаж должен выполняться строго по проекту с использованием материалов, по качеству, сортаменту и размерным параметрам определенными в его спецификациях.

Все элементы перекрытий каркасного дома относятся к пожароопасным материалам, могут повреждаться биологическими загрязнениями, поэтому они предварительно должны проходить обработку антисептическими и огнеупорными пропитками.

Цокольное

Вначале застройщик должен по периметру строение установить обвязочные балки, к ним в дальнейшем будут крепиться балки перекрытия. С проектной схемы перекрытий берут нужные размеры и проводят разметку мест крепления балок.

Основные этапы установки перекрытия 1-го этажа:

1. Устанавливают опорные башмаки по схеме, куда будут ставиться балки.
2. В нижней части их прикрепляется черепной брусок для монтажа досок подшивки.
3. Вставляют балки в фиксированные башмаки и закрепляют их гвоздями по узлам крепления.
4. Балки устанавливают так, чтобы черепной брусок находился внизу.
5. Монтируются доски подшивки, с опорой на него.
6. Сверху подшивки укладывают пленочный мембранный гидробарьер.
7. Устанавливают плиты теплоизолятора между балками довольно плотно, чтобы не было щелей, но и без замятия, и чтобы утеплитель не выступал за верх балки.
8. Поверхность плит накрывают плотно паробарьером с нахлестом на местах соединений не менее 100 мм, закрепляя пленку на балках степлером.
9. Устанавливается контррейка 20 мм, для создания вентиляционного зазора и возможности естественного удаления накапливающейся влаги.
10. Поверх контррейки помещают настил из разного листового напольного материала с толщиной не менее 22 мм, чтобы не создавались прогибы и не возникала вибрация пола.
11. Завершается установка цокольного «пирога» финишным покрытием.

Важно! В том случае, когда каркасный дом устанавливают на свайный фундамент, цокольного перекрытие дополнительно утепляют листовым пенополистиролом, а поверх него выполняют цементную стяжку.

Возведение чернового пола в таком доме на винтовых сваях затруднено из-за того, что сама конструкция размещена на относительно незначительной дистанции от уровня земли. Если монтажно-сборочные работы будут проведены неправильно, то дом будет холодным и его можно использовать только для сезонного проживания, так как на первом этаже «поселятся сквозняки» при любой погоде.

Межэтажное

Такие перекрытия имеют преимущества по температурной составляющей, поскольку не подвержены губительным скачкам, кроме того они выполняют одновременно две функции потолка и пола.

При выборе утеплителя упор делается на звукозащитные характеристики, то есть такой защитный материал должен прежде всего иметь акустическую модификацию.

Для этих перегородок чаще используют LVL балки. Они опираются на все несущие стенки, их фиксируют временными укосинами. После монтажа LVL балок ставят лаги перекрытия из доски. Гвоздями LVL балки укрепляют с досками, по внешнему периметру и к верху обвязки несущих стеновых конструкций. При производстве длинных прогонов, доски соединяют   накладками 80 см.

Монтаж междуэтажного перекрытия осуществляется в такой очередности:

1. К обвязке и балкам устанавливаются лаги с интервалом 500мм или по размеру плит теплозащитного материала.
2. Низ каркаса закрывают парозащитной мембранной.
3. Прибивают листовой стройматериала, который послужит основой для теплозащиты и станет основанием для отделочных работ по потолку.
4. В каркас укладывают плиты акустического теплоизолятора не менее 100 мм, плотно без щелей.
5. Сверху теплоизолятора степлером фиксируют пароизоляционную пленку.
6. Защитные слои закрывают досками либо плитами в качестве чернового пола 2-го этажа.
7. Выполняется чистовая отделка потолка и пола.

Чердачное

Данный тип перекрытия считается основой под кровельную систему. Для верхней комнаты она является потолком, для чердачного помещения – полом. К нему предъявляют особенные требования по прочностным характеристикам, теплостойкости, гидро- и шумозащиты.

Принимая во внимание, что основной поток тепла из внутренних помещений устремляется вверх, подтягивая холодный воздух из-под кровли, теплозащиту таких конструкций выполняют усиленной, с высоким слоем теплоизоляции свыше 100 мм.

Чердачное перекрытие, как правило, имеет такую конструкцию:

• накат либо дощатые щиты;
• мембранная парозащита;
• вентиляционный зазор;
• теплозащитные плиты;
• вспомогательная пароизоляция;
• напольное покрытие.

Усиленное

Для балок перекрытия каркасного очень опасным показателем считается сверхнормативный прогиб. В том случае, когда балка длинной 2.5 м прогибается больше чем на 1 см – конструкция требует усиления. Существует два варианта повышения несущей характеристики балки перекрытия:

• увеличение размера сечения;
• уменьшение пролета несущих деталей либо общей нагрузки.

При серьезных деформациях балки рекомендуются использовать одновременно 2 существующие варианта.

Наиболее часто усиление перекрытий выполняют первым методом, усиливая перекрытий срощенными балками, с установкой стыка на внутренней стенке дома. Для второго варианта изменяют условия работы перекрытия, уменьшают пролет, устанавливая дополнительные стойки либо подкосы.

Из чего?

Устойчивое усиление конструкции достигают при установке деревянных, стальных накладок или протезов. В последнее время в этот список прочно вошел метод усиления балок углепластиком. Для выполнения подпорок потребуется деревянная или металлическая опора.

Как построить?

Увеличить размер сечения балки углепластиком довольно просто, он легковесен, пластичный и фиксируется на клей, что очень облегчает монтаж. Этот материал негорючего класса, что увеличивает противопожарные свойства балок и других элементов конструкции из древесины. Особенно актуальным является этот метод при защите бруса от прогиба, когда работы выполняются в стесненных условиях.

Вышеуказанный инновационный композитный стройматериал плотно наклеивают на балку в три или четыре слоя, что даёт возможность весьма качественно и прочно усилить деревянные перекрытия. Склеивают углепластик клеем на эпоксидной основе, закрывая соединения полосок поперечными пластами.

После того как клей застынет, конструкция превращается в долговечный и жесткий каркас, по характеристикам, практически не уступающим металлу, поэтому такая усиленная конструкция хорошо противостоит нагрузкам.

Узел примыкания стен

Узлами каркасного домостроения именуются ответственные места, которые выполняют с особой точностью, чтобы они работали в соответствии с заложенной технологией. Для примыканий наиболее важными узлами считаются место, где вертикальные стойки крепят с обвязкой, а также точки соединения стоек с обвязочным брусом.

Из чего делаются?

Западная технология сборки каркасников базируется на соединении узлов исключительно на гвоздях. Поэтому для них странно слышать, что каркасные объекты собираются с помощью стальных уголков и саморезов. В нашей стране большинство специалистов придерживаются тех же правил, гвоздь — основа таких сборочных конструкций, особенно когда работают с фермами, используют «башмаки», для фиксации лаг коробки либо террасы на брус с боковой стороны.

Для получения узлов домостроения используют гвозди 90 мм для несущих элементов и 60 мм для чернового и чистового пола. Гвозди больших типоразмеров не требуются, даже если толщиной доски больше 50 мм. Излишняя перестраховка заказчика приведет только к росту себестоимости монтажных работ.

Как правильно сделать?

Чтобы выполнить узел перекрытия 1-го этажа и соответствующей стены, соединяют две конструкции так, чтобы предотвратить образования «мостиков холода» от лобовой доски. С наружной плоскости стенки, к каркасным стойкам крепят ОСБ на гвозди 60 мм. Между стоек укладывают враспор теплоизолятор, а дополнительный его слой укладывают по контробрешетке.

Между главным и вспомогательным слоем, по стойке закрепляется пароизоляция, чтобы не допустить появления конденсата внутри каркасной стенки и тем самым не образовался «мостик холода».

Сложности и ошибки при монтаже

Самая большая ошибка, которую допускают застройщики при возведении таких зданий – работа в отсутствии проекта.

В таком домостроительстве цена ошибок особенно высокая и приводит к перерасходу материалов, высоким трудозатратам, а, следовательно, к высокой себестоимости объекта строительства.

Малое сечение балок и редкий их шаг, в перекрытиях приведет к разрушению всех конструктивных элементов здания. Поэтому изначально застройщик должен иметь конкретный проект и контролировать ход строительства в соответствие с чертежами и технологической картой.

Кроме того, при сборке каркасных объектов исполнители допускают следующие ошибки:

1. При креплении балок. Они должны четко опираться на верхнюю часть обвязки несущих стеновых конструкций, на прогоны.
2. Уменьшение сечение балки посредством стыковочного запила, лучше крепить с применением подкладного опорного бруска или с применение стальных опор.
3. Сверхнормативный шаг балок свыше 60 см, при норме до 40-50 см.
4. Слабая жесткость поперечных балочных связей, ее можно увеличить установкой жестких поперечных связей через 120 см, они впоследствии станут опорами для внутридомовых перегородок.
5. Применяется низкосортный пиломатериал для сборки каркасной конструкции.
6. Пиломатериал имеет высокую влажность выше 12 %, в следствии чего деревянные элементы подвергаются большой усушке, что приведет к недопустимой деформации важных конструкций дома.
7. Не выполнена внутридомовая система вентиляции.
8. Установлен в качестве теплозащиты материал, который не допускается для установки в жилых помещениях и является паронепроницаемым, например, полистирол.
9. Отсутствует шумопоглащающий слой у межэтажного перекрытия.
10. Пиломатериал не прошел антисептическую и противопожарную обработку.
11. Нарушение монтажа деталей с применением черных саморезов, что приводит к разрыву таких ненадежных соединений, обладающих довольно низкой прочностью на срез.

Заключение

Процесс перекрытий каркасного дома от цокольного до чердачного, отличается между собой техническими особенностями, о них застройщик должен знать заранее. Работу по устройству перекрытий нужно выполнять по проектным схемам, чертежам и спецификациям на деревянные изделия, тогда каркасный дом будет надежным, долговечным и приносить радость своим жильцам многие десятки лет своей безупречной службой.