Одной из важнейших конструкций любого дома являются перекрытия. Именно на них приходится значительная часть нагрузки, и, кроме того, в их задачи входит сохранение тепла.

Перекрытия могут быть чердачные, межэтажные, цокольные, над подвалами.

Чердачные перекрытия (рис. 1) отделяют жилой этаж от чердака. Основное требование, предъявляемое к данному типу перекрытий, – теплозащита. Утеплитель, входящий в состав конструкции перекрытия, должен быть надежно защищен от увлажнения. Защита утеплителя осуществляется при помощи пароизоляции, располагаемой непосредственно под слоем утеплителя. Пароизоляция позволяет предотвратить не только увлажнение, возникающее в результате диффузии паров из жилых этажей, но и конденсацию в точке, где температура снижается до точки росы.

Рис. 1. Пример чердачного перекрытия

Межэтажные перекрытия (рис. 2) отделяют жилые этажи друг от друга. Для межэтажных перекрытий температурно-влажностные факторы не являются определяющими. Это обусловлено тем, что в разделяемых ими помещениях микроклиматические условия примерно одинаковые. Гораздо большее внимание следует уделять звукоизоляционным характеристикам. Если перекрытия будут организованы в помещениях с повышенной влажностью (ванные комнаты, санузлы и т. п.), то к ним предъявляются требования по обеспечению надежной гидроизоляции.

Рис. 2. Пример межэтажного перекрытия

Подвальные перекрытия (рис. 3) отделяют подвал от жилого этажа. В случае когда подвал неотапливаемый, к подобного рода перекрытиям предъявляются те же требования, что и к чердачным, – надежная теплоизоляция. В отличие от чердачных перекрытий, в данном случае диффузия водяных паров происходит из теплого жилого помещения в холодное подвальное, поэтому слой пароизоляции необходимо располагать поверх утеплителя.

Рис. 3. Пример перекрытия над подвалом

Цокольные перекрытия (рис. 4) отделяют жилой этаж от подполья. Для цокольных перекрытий следует соблюдать те же требования, что и для чердачных, т. е. должны выполняться теплозащитные требования. Слой пароизоляции укладывается так же, как и в подвальных перекрытиях.

Рис. 4. Пример цокольного перекрытия

В зависимости от способа передачи воспринимаемых в здании нагрузок перекрытия подразделяются на балочные и плитные.

Плитные перекрытия могут быть выполнены в виде сплошной монолитной плиты либо в виде плотно уложенных друг к другу более мелких плит или панелей. Плитное перекрытие служит одновременно и ограждающей конструкцией, и несущей. Безбалочные плитные перекрытия можно классифицировать по технологии выполнения: монолитные, сборные и сборно-монолитные.

Сборные перекрытия (рис. 5) выполняются, как правило, из пустотных железобетонных плит заводского изготовления. Плиты перекрытия подбираются исходя из ширины пролета и несущей способности (наибольшее применение нашли плиты перекрытия с несущей способностью 800 кгс/м²). Отличительными особенностями перекрытий является высокая прочность, огнестойкость, технологичность и полная заводская готовность к монтажу. Сборные перекрытия могут быть выполнены также при помощи сплошных железобетонных плит. Данный вариант более дорогостоящ, так как для доставки, погрузочноразгрузочных работ и монтажа необходимо использовать спецтехнику. Кроме того, длина плит не может превышать 9 м, что накладывает некоторые ограничения.

Рис. 5. Сборное железобетонное перекрытие из плит железобетонных круглопустотных

Монолитные перекрытия (рис. 6) изготавливаются на месте строительства. При устройстве монолитных перекрытий не требуется производить дорогостоящие погрузочно-разгрузочные работы, как в случае с железобетонными плитами, качество поверхности монолитных изделий значительно лучше за счет отсутствия швов. К тому же возможности для реализации сложных архитектурных решений значительно шире.

Монолитное перекрытие можно выполнить при помощи заливки бетона по профнастилу или горизонтальной опалубке, которая может быть как съемной, так и несъемной. Применение съемной опалубки нашло наибольшее распространение. Непосредственно после установки опалубки производят укладку арматуры и затем уж осуществляют бетонирование. Недостаток монолитных перекрытий заключается в продолжительном перерыве в работе – залитый бетон приобретает проектную прочность в течение 28 дней.

Рис. 6. Монолитное перекрытие

Сборно-монолитные перекрытия объединили в себе технологию и преимущества сборных и монолитных перекрытий. В настоящее время сборно-монолитные перекрытия являются наиболее прогрессивным решением. Пространство между балками перекрытия заполняется пустотелыми блоками (рис. 7), после чего вся конструкция заливается сверху слоем бетона.

Вместе с пустотелыми блоками могут комбинироваться облегченные железобетонные балки, которые представляют собой пространственный арматурный каркас, нижняя часть которого заполняется бетоном. Формообразующую функцию могут выполнять керамические пустотелые блоки, которые отличаются большей экологичностью, адгезионной способностью, а также высокими показателями теплоизоляции и звукоизоляции.

Рис. 7. Элемент сборно-монолитного перекрытия

Пример сборно-монолитного перекрытия представлен на рис. 8.

Рис. 8. Сборно-монолитное перекрытие

Балочные перекрытия. Организация перекрытий с использованием балочной технологии заключается в том, что на расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга балки, выполняющие функцию несущей основы, укладываются элементы заполнения, которые выполняют ограждающую функцию. Балки могут быть металлические (швеллера), деревянные (древесина хвойных пород) и железобетонные.

Деревянные перекрытия (рис. 9) применяются в основном в частном домостроении. Чаще всего это деревянные либо каркасные дома. Наиболее распространены деревянные балочные перекрытия, которые укладывают на несущие стены с интервалом в 0,6–1 м.

Приступая к монтажу балочного перекрытия, следует иметь в виду, что высота используемой балки должна быть не менее 1/16, а ширина – не менее 1/3 ширины расчетного пролета. Наиболее прочной считается балка с соотношением сторон 7:5. К боковым граням балок прибивают черепные бруски, сечение которых 50×50 или 40×40 мм. По ним укладывают накат, который может быть выполнен как из отдельных досок, так и с применением плит OSB. Поверх наката для теплоизоляции и звукоизоляции перекрытия укладывают утеплитель.

Рис. 9. Устройство перекрытия по деревянным балкам

Металлические балки перекрытия (рис. 10) отличаются гораздо большей надежностью и долговечностью, чем деревянные, они имеют меньшие размеры при одинаковой несущей способности, что позволяет экономить место и увеличить полезное пространство.

Недостатками металлических балок являются: более низкие, чем у деревянных балок, теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики; образование коррозии при воздействии влажности и некоторых агрессивных сред.

Проемы между балками заполняются с использованием облегченных железобетонных плит, деревянных накатов из досок или плит OSB, а также легкобетонных вставок.

Рис. 10. Устройство перекрытия по металлическим балкам

Железобетонные балки перекрытия (рис. 11) также часто применяются в домостроении. Для монтажа железобетонных балок необходимо использовать грузоподъемные механизмы. Для возведения перекрытия можно использовать уже готовые балки или же изготовить их непосредственно в месте будущего перекрытия.

Прибегая ко второму варианту, необходимо под местом расположения предполагаемой балки возводить временную стену. Она может быть выполнена из кирпичей или блоков без применения раствора. По верху стены выкладывается лоток необходимого размера, внутри которого стелется промасленная бумага (можно использовать обычную полиэтиленовую пленку), выкладывается арматурный каркас будущей балки и затем вся емкость заливается тяжелым бетоном. Временную стену разбирают через 3 недели.

Железобетонные балки еще более надежны, не подвержены гниению, но имеют большую массу, что создает дополнительную нагрузку на фундамент. Среди недостатков следует отметить низкую теплоизоляцию и высокую трудоемкость, в том числе и в обработке. Для заполнения проемов после монтажа балок можно использовать легкобетонные вкладыши (блоки или плиты).

Рис. 11. Устройство железобетонных балок перекрытия на месте строительства

Пример 1. Проектирование сборного железобетонного перекрытия

По заданию на курсовое проектирование студент получает один из вариантов перекрытия:

1. Сборное железобетонное перекрытие.
2. Перекрытие по деревянным балкам.

Необходимо на основании заданного вида перекрытия разработать план чердачного перекрытия жилого дома. По заданию на курсовое проектирование жилой дом не имеет подвала, разработка перекрытия подвала (цокольного перекрытия) не требуется.

Для построения плана чердачного перекрытия студенту необходимо иметь следующие данные:

1. План жилого дома с привязкой внутренних и наружных стен.
2. План фундамента (необходим при разработке цокольного перекрытия).

Элементы сборного железобетонного перекрытия приведены в табл. 1.

Таблица 1. Плиты перекрытия железобетонные многопустотные. Серия Б1.041.1-3.08

План перекрытий – графическое изображение горизонтальных конструкций, выполняющих несущую и ограждающую функцию. Непосредственным назначением перекрытий является разделение здания на этажи для увеличения полезной площади сооружения, которую можно было бы использовать, например, для размещения жилых помещений.

Чтобы составить план перекрытий, необходимо определить, какие несущие конструкции будут применены, – это также входит в проектирование домов (железобетонные сборные или деревянные).

За основу взят план дома из предыдущего примера.

Для того чтобы начертить план перекрытия, прежде всего нужно взять план здания без перегородок, внутренних размеров и других элементов. Далее необходимо разместить несущие элементы перекрытий на несущих стенах в соответствии с существующими нормами, например, сборные плиты перекрытий следует опирать на две несущие стены с опиранием в 150 мм на каждой стене.

При раскладке несущих элементов перекрытия (приведенных в табл. 1) видно, что подбор их ширины также важен, как и подбор длины. Используя разные по ширине плиты, можно избежать образования больших участков недоборов.

Раскладку плит перекрытий на план дома необходимо начинать от наружной самонесущей стены, учитывая то, что плиты железобетонные круглопустотные должны опираться только короткими сторонами, т. е. только на несущие стены. Целесообразность того или иного варианта раскладки необходимо определять по количеству монолитных участков – их должно быть как можно меньше.

При проектировании чердачного перекрытия возникают затруднения при раскладке плит в местах прохода вентиляционных каналов через перекрытия. В данном случае следует отметить, что через перекрытия пропускаются только вентиляционные или дымовые отверстия, т. е. раскладку плит необходимо вести непосредственно до отверстия вентиляционного канала и сразу после него (рис. 12).

Рис. 12. Пропуск вентиляционных каналов через сборное железобетонное перекрытие

Участки, которые остались незакрытыми плитами перекрытий, в дальнейшем замоноличиваются, образуя монолитные участки (рис. 13).

Рис. 13. Монолитный участок сборного железобетонного перекрытия

Пример оформления сборного железобетонного перекрытия представлен на рис. 14.

Рис. 14. Сборное железобетонное перекрытие

Пример 1. Проектирование перекрытия по деревянным балкам

Для того чтобы начертить план перекрытия по деревянным балкам, за основу нужно взять план здания без перегородок, внутренних размеров и других элементов. Далее необходимо разместить деревянные балки, опирая их на несущие стены в соответствии с существующими нормами.

Перед началом раскладки необходимо определить минимальное сечение деревянных балок с целью соблюдения несущей способности перекрытия.

Оптимальный пролет для деревянных балок – 2,5–6 м. Лучшее сечение для деревянной балки – прямоугольное с соотношением высоты к ширине 1,4:1. В стену балки заводят не менее чем на 15 см и гидроизолируют по кругу, кроме торца. Желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену (рис. 15, 16).

Рис. 15. Опирание деревянной балки на наружную стену

Рис. 16. Опирание деревянных балок на внутреннюю стену

При выборе сечения балки перекрытия учитывают нагрузку собственной массы, которая для балок межэтажных перекрытий, как правило, составляет 190–220 кг/м², и нагрузку временную (эксплуатационную), ее значение принимают равным 200 кг/м². Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролета. Шаг монтажа деревянных балок рекомендуется выбирать в интервале 0,6–1 м (табл. 2).

Таблица 2. Сечения деревянных балок перекрытия в зависимости от пролета и шага установки при нагрузке 400 кг/м²

Положение балок деревянного перекрытия согласно шагу показано на рис. 17.

Рис. 17. Установка деревянных балок с гидроизоляцией опорных участков

Следующим этапом является проектирование настила наката. Настил наката – это межбалочное заполнение из досок или деревянных щитов, на которые уложен слой теплоизоляции. Для его крепления используются бруски сечением 50×50 мм, закрепленные к балкам.

Элементы деревянного перекрытия представлены на рис. 18.

Рис. 18. Элементы чердачного перекрытия по деревянным балкам: 1 – наружная стена; 2 – пароизоляция; 3 – армофол тип С, Пенофол 2000 С-03 с перфорацией; 4 – минераловатные плиты; 5 – деревянные бруски; 6 – замкнутая воздушная прослойка; 7 – деревянная балка перекрытия; 8 – деревянный щит; 9 – цементно-стружечная плита d = 20 мм; 10 – штукатурка

Этапы устройства деревянного перекрытия показаны на рис. 19.

Рис. 19. Устройство перекрытия по деревянным балкам

В местах соприкосновения деревянных перекрытий с дымовыми каналами устраивают разделку (рис. 20).

Расстояние от самонесущей стены до первой балки должно составлять не менее 100 мм.

Рис. 20. Кирпичная разделка дымового канала

Пример сооружения перекрытия по деревянным балкам приведен на рис. 21.

Рис. 21. Перекрытие по деревянным балкам