Строительство перекрытий

Перекрытия — это горизонтальные диафрагмы, разделяющие здания на этажи и воспринимающие нагрузки от людей, мебели и оборудования. Перекрытия являются также диафрагмами жесткости, обеспечивающими устойчивость здания в целом, воспринимающими в том числе и ветровые нагрузки и передающими их на стены, предохраняющими отдельные помещения от охлаждения и влаги, от огня, излишнего шума. Отсюда можно кратко сформулировать и основные требования, предъявляемые к перекрытиям:

• прочность — перекрытие должно выдерживать приходящиеся на него расчетные унифицированные нагрузки;
• жесткость — под действием нагрузок перекрытие не должно давать значительных прогибов (допустимая величина от 1/200 для чердачных перекрытий до 1/250 пролета для междуэтажных), а также не должно быть зыбким, т.е. колебаться при движении людей, мебели, механизмов;
• звукоизоляция — ограждать помещение от перекоса звука из соседних помещений, расположенных выше или ниже;
• теплозащита — если перекрытия разделяют помещения с разницей температур ±10° С, т.е. над холодным подвалом, подпольем, под чердаком;
• огнестойкость (пожароустойчивость) — степень возгораемости перекрытий, которая определяется по соответствующим противопожарным нормам;
• экономичность — по возможности иметь малый вес и малую общую толщину (чтоб не было лишнего объема здания), а также индустриальность элементов, составляющих перекрытие.

Перекрытия, при необходимости, должны удовлетворять также и специальным требованиям: водонепроницаемости (санузлы, бассейны), газонепроницаемости, противогнилостной устойчивости. Особое внимание следует обратить не только на функциональные, но и на эстетические, архитектурные требования к чистовым поверхностям перекрытия — к полу и потолку.
Перекрытия в зависимости от назначения, т.е. от расположения в здании, подразделяются на чердачные, междуэтажные, надподвальные и над подпольем первого этажа.

Стоимость перекрытий в общей стоимости жилого дома составляет от 15 до 20%; построечные затраты труда на их устройство — до 25%. Следовательно, внимательное отношение к выбору рациональной конструкции перекрытий может оказать большое влияние на снижение стоимости, надежность, на эксплуатационные, а также эстетические качества дома в целом.
Перекрытие состоит в основном из несущей конструкции и заполнения. В междуэтажных перекрытиях сверху несущей части настилают пол, обычно состоящий из нескольких слоев, а снизу устраивают ровную плоскую отделанную поверхность — потолок.

В зависимости от материалов и типов несущих конструкций, перекрытия домов-коттеджей обычно устраивают деревянные (по деревянным балкам) или железобетонные (по балкам, по плитам настила, монолитные). В отдельных случаях, например, для перекрытия гостиной, каминного зала, помещений с нестандартным пролетом, применяют стальные балки из швеллера, двутавра.

Независимо от материалов и типов перекрытий, надо определить, а какие же размеры балок, плит, других строительных элементов надо принять, что выбрать для своего дома? Вернемся к своему проекту и посмотрим, какие размеры в нем указаны между так называемыми разбивочными, модульными осями, фиксирующими расположение несущих вертикальных конструкций — фундаментов, капитальных стен, отдельных опор, столбов, колонн. Еще сравнительно недавно эти размеры принимались проектировщиком-архитектором довольно произвольно и применительно только к одному, своему проекту дома. Соответственно, из имеющихся бревен непосредственно на стройплощадке изготавливались индивидуальные балки своего размера. Они были длиной и в 3,85, и в 4,0, и в 4,15, и в 4,30, и в 5,25 м и др. И разной толщины. Кстати, разнообразных размеров и форм были и двери, и окна, и лестницы, и стропила. Но сегодня в условиях массового машинного, с минимумом ручного дорогого труда, изготовление вещей может быть только серийным, с одинаковыми размерами и другими параметрами. Иначе говоря — унифицированным, стандартным. Такие изделия экономичны и общедоступны, из них можно делать индивидуальные и красивые вещи.

Так и в современном строительстве. Размеры конструктивных элементов, членения зданий должны быть скоординированы и взаимно увязаны, чтобы можно было без помех использовать стандартные (в строительстве — унифицированные), взаимозаменяемые элементы. Совокупность правил координации размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий, строительных изделий и оборудования составляют Единую модульную систему в строительстве — ЕМС. На ее основе создана унификация, типизация и стандартизация в проектировании, производстве конструкций и изделий. В качестве основного модуля принята величина, равная 100 мм, обозначаемая буквой М. Все основные размеры зданий назначают кратными модулю.

Для повышения эффективности унификации, уменьшения числа типоразмеров конструкций приняты укрупненные модули (3М, 30М, 60М и другие), которые применяют для назначения высоты, длины, ширины зданий, расстояний между несущими конструкциями — шагов и пролетов.
Для точного определения и взаимного расположения вертикальных и горизонтальных элементов несущего остова зданий (стен, столбов, перекрытий) и помещений на чертежах и в строительстве применяют систему модульных разбивочных осей. Линии продольных осей, идущих по ширине здания (обычно параллельными линиями снизу вверх чертежа плана), принято обозначать (маркировать) заглавными буквами русского алфавита; линии поперечных осей (идущих перпендикулярно длине здания), их больше — арабскими цифрами. Марки осей ставят в кружочки. Разбивочные (модульные) оси проходят там, где должны быть по проекту капитальные стены, столбы, другие опоры, имеющие фундаменты.

Привязку конструктивных элементов к разбивочным осям и размеры элементов назначают с использованием следующих терминов:

• номинальный (модульный) размер — проектное расстояние между разбивочными осями; для конструктивного элемента (например, балки, плиты перекрытия) — условный размер, включающий соответствующие части швов и нормативных зазоров, необходимых при стыковании этих элементов;
• конструктивный размер — величина элемента, изделия, отличающаяся от номинального размера, как правило, на величину нормативного зазора между изделиями;
• натурный размер — фактический размер изделия. Он отличается от конструктивного на величину допуска, установленного для данного изделия (например, для кирпича ±3-5 мм в зависимости от его сорта); фактическое расстояние между разбивочными осями построенного здания.

Теперь должно быть понятно, что железобетонные плиты перекрытия, которые вы собираетесь купить, например, длиной 4,2 м, окажутся размером всего-то 4180 мм, а шириной — вместо 1,5 м только 1490 мм.
Не волнуйтесь, вас не обманули, но в первом случае в соответствии с проектом указаны номинальные размеры — 4,2 и 1,5 м, а продаются они с конструктивными размерами 4180, 1490 мм.

Теперь мы можем перейти к рассмотрению конструктивных решений перекрытий. Наиболее часто и наиболее приемлемо сегодня применение в качестве несущей части перекрытий — в домах с кирпичными стенами — железобетонных плит, перекрывающих весь пролет от наружной стены до внутренней несущей (или до ряда столбов и уложенных на них ригелей).

В зависимости от проекта и размеров помещений, внутренние стены и опоры, колонны могут идти как вдоль здания, так и поперек. Соответственно, размещение плит перекрытий или балок может быть поперечным и продольным с разными размерами перекрываемых пролетов, следовательно, плит и балок.
Плиты изготавливают как из обычного тяжелого бетона, так и из легкого (керамзитобетона, шлакобетона и др.) марки 200 и больше. Чаще всего плиты для экономии бетона и снижения веса изготавливают с круглыми продольными пустотами.
Плиты бывают номинальной длиной от 2,4 до 6,3 или 6,4; 6,6 м (по разным сериям типовых изделий и разным каталогам) и шириной от 0,6 до 1,8-2,4 м с интервалами, кратными модулю 3М или 4М.

Толщина многопустотных плит принята одинаковой и равна 220 мм, а разная расчетная несущая нагрузка при разной длине плит обеспечивается за счет разного армирования и марки бетона. Вес (масса) таких плит примерно от 0,9 до 2,5 т, что позволяет применять автокраны грузоподъемностью до 3 т.

Плиты выпускают расчетной нагрузкой (без учета собственного веса плиты в 250-300 кг/м²) от 300-450 кгс/м² (килограмм-сила на квадратный метр) — для жилых зданий, до 800 — например, для кинохранилищ, и более — для общественных и производственных зданий. Чем выше расчетная нагрузка, тем дороже плита — учитывайте это при их покупке.
Плиты перекрытий (как и другие сборные конструктивные элементы зданий) обозначаются разными марками. Марки плит состоят из буквенно-цифровых групп. Например, по территориальному каталогу Московской области марка ПК 42.15-8Т означает: ПК — наименование изделия — плита перекрытия с круглыми пустотами; 42.15 — габариты изделия в дециметрах — конструктивная длина 4180, ширина — 1490; 8 — под расчетную нагрузку 800 кгс/м²; Т — индекс для тяжелого бетона.

Глубина опирания торцов железобетонных плит на кирпичные стены (важный момент) должна быть не менее 90-120 мм с соответствующими подкладками из раствора, других материалов, которые к тому же позволяют выравнивать горизонтальность укладки плит.
Торцы плит, опирающихся на наружные стены толщиной менее 510 мм, следует утеплять, например, минеральным войлоком, заглушкой из легкого бетона. Для обеспечения совместной работы смежных плит и для улучшения звукоизоляции перекрытия швы, зазоры между плитами по рифленым боковым сторонам замоноличивают бетоном на мелком гравии или цементным раствором. Аналогично конструируется и примыкание к кирпичной стене. Торцы плиты, воспринимающие нагрузку (более 1700 кгс/м², например, в многоэтажных зданиях), усиливают в заводских условиях (или непосредственно при монтаже) заделкой бетонными вкладышами, иногда — уменьшением диаметра продольных пустот у торца.

Многопустотные плиты толщиной 220 мм имеют вес (массу) от 250-300 кг/м², их приведенная высота (условная, если бы они были сплошные) 120-160 мм. Следовательно, эти плиты обеспечивают — в основном своей массой — необходимую звукоизоляцию междуэтажных перекрытий. Арматура плит расположена под защитным слоем бетона в 20 мм, что обеспечивает требуемый предел огнестойкости. Приобретая плиты, смотрите, чтобы раскрытие трещин в бетоне было не более 0,3 мм.
Плиты изготавливают с открытыми или утопленными в небольших нишах металлическими строповочными петлями, которые при монтаже перекрытия используются и для крепления анкеров. Затем открытые петли отгибают или срезают.

Анкерные связи (крепления) плит с наружными и внутренними стенами устанавливаются в каждой второй — четвертой плите вдоль ряда; выполняются из круглой арматурной стали диаметром 6-12 мм. После установки их накрывают для защиты от коррозии слоем цементного раствора 30 мм. Крюки для подвески осветительных приборов размещаются в продольных швах или пропускаются сквозь аккуратно просверленные отверстия по центру пустот плит.

Кроме многопустотных плит, при строительстве коттеджей могут применяться и железобетонные сплошные (беспустотные) плиты. При их длине 3,6 и 4,2 м толщина плит 120 мм; при длине до 6,6 м — 160 мм. Ширина плит 1,2-2,4 м и более, в том числе размером «на комнату». Плиты толщиной 160 мм более тяжелые, чем многопустотные, обеспечивают своей массой (300 кг/м²) достаточную звукоизоляцию перекрытий. При использовании плит толщиной 120 мм в конструкции перекрытий следует предусматривать дополнительные меры по звукоизоляции, например, за счет упругих прокладок на опорах, слоистых полов.
Большой вес широких сплошных плит требует применения на стройке монтажных кранов грузоподъемностью 7-10 т (вместо трехтонных для многопустотных плит), что не всегда доступно.

В зависимости от местных условий, от строительной базы могут применяться и ребристые железобетонные плиты, создавая междуэтажное перекрытие с раздельным подвесным потолком (когда ребра обращены вниз) или с раздельным полом (когда ребра вверх).
Для перекрытия помещения с пролетами 9, 12, 15 м применяют предварительно напряженные плиты коробчатого сечения, плиты 2Т и др.

Плита 2Т представляет собой в поперечном сечении двухконсольную балку с двумя продольными ребрами. Ее ширина 2,980 м (номинальная 3 м), высота по ребру 600 мм. Плиты перекрытий специального назначения (для балконов, лоджий, эркеров, санузлов) отличаются от рядовых плит особенностями опирания и наличием дополнительных функциональных отверстий.
Для устройства перекрытия балконов обычно применяют сплошные железобетонные плиты, которые защемляются в кирпичую кладку стены и привариваются к арматурным выпускам из нижележащей бетонной перемычки. Возможно и применение специальных закладных элементов, и крепление к плитам перекрытия. Для перекрытия лоджий можно использовать многопустотные плиты, которые имеют по наружной грани консоль с закладными металлическими пластинами для крепления ограждений.

Для перекрытий эркеров, имеющих в плане различные очертания, целесообразно применять монолитные железобетонные конструкции, которые несложно сделать непосредственно на стройплощадке.

При ограниченной грузоподъемности монтажных механизмов, например, кранов до 0,5 т, в качестве несущей конструкции перекрытия применяют сборные, унифицированные под разные нагрузки железобетонные балки таврового сечения. Высота тавровых балок при пролетах 4,8 и 6,0 м равна 220-260 мм, а при пролетах 6,4 и 6,6 м — 300 мм. Железобетонные балки следует заделывать в кирпичные стены на 200 мм с применением небольших железобетонных опорных прокладок для распределения нагрузки на большую площадь кладки.

Балки крепят к стене аркерами, торцы балок в наружной стене, являющиеся «мостиками холода», утепляют легкобетонными термовкладышами, после чего гнездо наглухо бетонируют. На нижние палки тавровых балок укладывают заполнение (накат) в виде сплошных (100-120 мм) гипсовых или легкобетонных двухпустотных вкладышей размером на всю высоту балки. Швы между балками и вкладышами тщательно заливают раствором, а потолок оштукатуривают.

Преимущество таких перекрытий заключается в малом весе балок и в сравнительно небольшом расходе металла для их армирования. Но, по сравнению с крупными плитными железобетонными перекрытиями, их недостатками являются большая построечная трудоемкость и сложность работ, значительный расход древесины для устройства полов, а также меньшая противопожарная безопасность.

После железобетоных плитных перекрытий, пожалуй, наиболее массовое распространение в коттеджном строительстве имеют перекрытия по деревянным балкам, особенно в районах, где лес — местный материал. Следует отметить, что применение деревянных перекрытий допускается в жилых домах высотой не более трех этажей, а в общественных — не более двух. Среди достоинств таких перекрытий — их относительно небольшой вес и меньшая стоимость по сравнению с железобетонными перекрытиями. Недостатки — их слабое сопротивление загниванию, небольшая огнестойкость и значительная построечная трудоемкость. Повышения долговечности деревянных перекрытий можно достигнуть применением сухого леса, антисептированием и промазкой огнезащитным раствором.

Применение деревянных балок по экономическим соображениям можно рекомендовать только при пролетах не более 4,0-4,2 м, что в большинстве случаев встречается при укладке балок преимущественно на поперечные стены. При больших пролетах непропорционально увеличиваются сечения балок. Укладка на продольные наружные стены ускоряет загнивание древесины.
Перекрытие по деревянным балкам обычно выполняется из несущих элементов — балок; заполнение между ними — накат из деревянных двухслойных щитов, фибролитовых или легкобетонных плит-вкладышей и устройством пола на лагах, идущих через 500-700 мм по верху балок.

Для деревянного щитового наката можно использовать отходы древесины — горбыли, обрезки досок и т.п. Накат укладывают по черепным брускам сечением 40 мм, прибиваемым к балкам с одной стороны (при примыкании к стене) или с двух. Для защиты наката от увлажнения его покрывают слоем песчано-глиняной смазки толщиной 20-30 мм или толем, а на них насыпают — в междуэтажном перекрытии — слой сухого чистого песка или просеянного сухого шлака толщиной 50-60 мм для улучшения звукоизоляции. В чердачном перекрытии сверху по паро- и гидроизоляционному слою (толь и т.п.) укладывают слой утеплителя (керамзитобетон, плиты минерального волокна и т.п.). Чтобы теплоизоляционный слой не повреждался и не уплотнялся при прохождении людей по чердаку, по балкам рекомендуется укладывать ходовые доски.

Потолок устраивают из подшивных досок, обитых листами сухой штукатурки или отделанных обоями или другими материалами.
Балки стандартные (брусковые или составленные из досок) имеют прямоугольное сечение, высотой от 100 до 200 мм и толщиной 50, 75, 80 и 100 мм. Их укладывают по расчету через 0,6; 0,8 или 1,0 м, что позволяет применять типовые стандартные элементы заполнения (наката). В жилых домах высота балок определяется расчетом и обычно составляет 1/20-1/25 от пролета.

Концы балок заделывают в специальные гнезда, оставляемые в кирпичных стенах, на глубину 150-200 мм, антисептируют и защищают от увлажнения, обертывая двумя слоями толя на мастике на длину не менее 250 мм. Торцы балок скошены на 30 мм и оставлены открытыми для возможности просыхания. Гнезда делают размерами на 20-30 мм больше сечения балок. В тонкие стены иногда предварительно вставляют короб (ящик) из антисептированных досок и пакли, ликвидируя таким образом создавшиеся «мостики холода».
Заделку балок в наружные каменные стены толщиной 510 мм и меньше делают глухой, т.е. верхнюю и боковые стороны балки (после ее укладки) заделывают раствором со щебнем на глубину около 100 мм. Открытую заделку применяют при толщине наружных стен более 510 мм в неотапливаемых зданиях и при заделке балок во внутренние стены. Концы балок крепят на гвоздях к анкерам из заложенных в кладку стальных полос.

На внутренней несущей стене концы встречных балок, обернутые толем, стыкуют на одной оси этих балок или ставят рядом (внахлест) и скрепляют между собой металлической полосой на гвоздях.
Концы балок междуэтажных и чердачных перекрытий в деревянных зданиях врубают в венцы наружных стен на всю их толщину.

В местах соприкосновения деревянных перекрытий с участками стен, имеющих дымовые каналы (140х270 мм), необходимо по противопожарным соображениям устраивать разделку.
В жилых зданиях (при периодической топке печей) разделка от края дымового канала до ближайшей деревянной части должна быть толщиной (шириной) не меньше 250 мм. Дополнительную изоляцию следует сделать из войлока, пропитанного глиной, или из куска асбеста. Если к месту разделки перпендикулярно в плане подходит балка, то ее следует укоротить и ее конец уложить на вспомогательный ригель, опертый или подвешенный на металлических хомутах к двум соседним балкам. В помещениях с мокрыми процессорами (санузлы, ванные) перекрытия лучше выполнять из железобетонных плит. Если же перекрытия делают по деревянным балкам, то их оставляют открытыми, не закрывая подшивным потолком. Под чистым полом укладывают гидроизолирующий слой из рубероида, края которого по периметру следует поднимать вверх и закреплять плинтусом.

При строительстве следует учитывать, что через ограждение (перекрытие, перегородку, стены) проникают два вида звуков (шумов): воздушный и материальный, или ударный шум. Способы защиты от них различны.
Воздушный шум возникает при разговоре, пении, музыке и т.п. Он передается в соседнее помещение из-за воздушного мембранного колебания конструкции, а также через неплотности, щели. Поэтому необходимо следить за тщательной заделкой, промазкой примыкающих друг к другу элементов, а также за применением междуэтажных перекрытий и перегородок определенного веса, о чем говорилось выше.

Материальный (ударный) шум возникает при ходьбе (особенно на каблучках), передвижке мебели, забивке гвоздей и т.п. Для защиты от него применяют слоистые конструкции с составляющими разного веса и плотности, упругие прокладки, застилают пол ковролином и т.п.