Нормативная нагрузка чердачного перекрытия

Что это такое?

Нагрузки, прикладываемые к перекрытию, представляют собой сочетание внешних сил, действующих на конструктивный элемент, вызывая в нём внутренние усилия. Несущая способность элемента определяется из условия равновесия, достигаемого при приложении нагрузок.

Какие именно параметры нужны и почему?

Поскольку для проектирования чердачного перекрытия выполняют два вида расчетов: на сопротивление теплопередаче и прочность, потребуется рассчитать следующие показатели:

• Несущую способность конструкции, данный показатель полностью зависит от стройматериала конструкции и вида перекрытия: балочное, безбалочное или монолитное.
• Вертикальный предельный прогиб.
• Максимальный момент Mmax и поперечную силу Qmax.
• Размеры несущих балок или монолитной плиты.
• Сопротивление теплопередаче каждого слоя и общее для многослойного перекрытия
• Толщину теплоизоляции.
• Паронепроницаемость.

Плиты перекрытий – это несущие конструкции зданий, воспринимающие постоянные и временные нагрузки в пределах одного этажа.

Плиты укладываются в пролёте между вертикальными опорами – стенами, пилонами или колоннами.

Преимущественно работают на изгиб и выполняют роль жёсткого диска, объединяющего отдельные элементы каркаса сооружения в единую геометрически неизменяемую систему.

При расчёте плит перекрытий определяются такие важные параметры, как их толщина, армирование, прогиб и необходимость устройства дополнительных подпирающих элементов (балок или капителей).

Как провести расчет нагрузок на перекрытие, расскажем далее.

• Что это такое?
• Виды нагрузок на плиты перекрытий по СНиП и СП
• Расчёт пролетных конструкций
• Как рассчитать значения? Предельные Точечные Пересчёт на м2 Изгибающий момент Как посчитать несущую способность? Прочность ЖБ элемента
• Предельные
• Точечные
• Пересчёт на м2
• Изгибающий момент
• Как посчитать несущую способность?
• Прочность ЖБ элемента
• Возможные сложности и ошибки
• Заключение

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.

• Требования к межэтажным перекрытиям
• Типы межэтажных перекрытий
• Виды креплений и соединений деревянных балок
• О деревянных балках перекрытия
• Расчет несущих балок

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.

Потолочная линия стены, которая делается между основным помещением и крышей, формирующая чердак, называется перекрытием.

Устанавливается чердачное перекрытие всегда на армированный пояс, выполненный по периметру конструкционных (несущих) стен, и представляет собой монолитную поверхность, которая формируется с помощью заливки в опалубку цементного раствора, а также путем использования ЖБ-плит разного размера, плит ячеистых или легких бетонов.

Чердачное перекрытие является основой (полом с одной стороны и потолком с другой), и выполняет ряд важных функций, которые направлены на принятие нагрузки от кровли, защиты от сквозняков и сохранения благоприятного климата в основном помещении частного дома.

Каковы особенности перекрытий для чердака, какие характеристики имеют их разновидности, что нужно знать о гидроизоляции и утеплении поверхности, а также о других важных нюансах, читайте подробнее в представленной статье.

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

Выполнение любых расчетов по схеме, монтажу и количеству расходных материалов лучше всего доверить профессионалам.

В своих расчетах специалисты учитывают такие величины, как:

• общая площадь и периметр дома;
• высота, ширина, толщина, длина конструкционных балок, а также фронтонов и остальных частей конструкции, участвующих в создании кровли и чердачного перекрытия;
• общая нагрузка для покрытия;
• длина пролетов (шагов) между балками;
• изгибающий момент по максимуму;
• расстояние между несущими стенами;
• нагрузки на балки;
• допустимый прогиб и другие величины, указываемые в СНиП 2.01.07-85.

Для перекрытия чердака определяют:

• собственный вес q’ конструкции по показателям m представленных составляющих слоев: q’ = m1 + m2 + m3 + m4, где указаны: все виды балок (m1) + черновой потолок (m2) + утеплитель (m3) + внутренняя черновая и чистовая отделка (m4);
• общую распределенную нагрузку q: q = q’ + q (вр.), где: q (вр.) – это нагрузка для чердачного перекрытия, определяемая по таблице стандартов, как 91 кгс/м2;
• максимальный изгибающий момент M (max): M (max) = q (пог.) х L²/8, где:q (пог.) – нагрузка на 1 погонный метр материалов, использованных в работе,  L² – длина материала, q (пог.) = q х Ш (ширина материала);
• момент сопротивления балки из дерева W (треб.): W (треб.) = М (max) / R, где:  R – расчетное сопротивление дерева на изгиб, равное по таблице стандартов 142,71 кгс/см2;
• W балки = b x h2/6.

Определяют в расчетах также прогибы балки, моменты инерции для используемых досок, расстояние между несущими стенами, точечную нагрузку. Специализированные строительные сайты предлагают услуги подсчета в виде калькулятора-онлайн.

Подробнее о расчете перекрытий в этой статье.

Схема устройства слоев конструкции

Пирог чердачного перекрытия многие строители указывают на схеме устраиваемого проекта. Обустройство и монтаж поверхности очень важны, так как от их качества исполнения зависит безопасность эксплуатации дома и 15-20% общего сохранения тепла и комфорта.

Примерно, схема пирога пола на чердаке может иметь следующий вид:

• Основное перекрытие (чаще всего это монолит из бетона М500).
• Один слой гидроизоляции (можно использовать специальную мембранную пленку).
• Профилированный деревянный брус в виде надежно закрепленных лаг.
• Слой любого выбранного утеплителя (накладывается между брусом, а также по нему). В зависимости от климата, используют 1 или 2 слоя.
• Сетка строительная армированная, закрепляемая по бокам накладываемой поверхности.
• Штукатурка (сначала стартовая, затем после высыхания – финишная).
• Дощатый пол, линолеум или ламинат (в зависимости от назначения чердака).

Формируют слои пирога из очень качественных материалов. Одновременно обустраивают вентиляцию для лучшей пароизоляции, и контролируют слои утеплителя. Так, согласно нормам, толщина слоя пенополистирола должна быть рана 15 (см), минеральной ваты – 20 (см), а керамзита или вермикулита – 45 (см).

Выглядеть пирог со слоями может выглядеть так же, как на представленном рисунке:

Большинство специалистов при обустройстве теплоизоляции обращают внимание на то, что слой утеплителей может быть равен 2 рядам.

Дополнительная информация о слоях перекрытия тут.

Виды нагрузок на плиты перекрытий по СНиП и СП

Нагрузки на пролётные конструкции определяются, исходя из требований нормативных документов – СНиП 2.01.07-85 и его обновлённой версии – СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

В соответствии с пунктами этих нормативов, нагрузки классифицируются на следующие виды:

• Полезные – нагрузки, необходимые для обеспечения комфортной эксплуатации помещения, в соответствии с его функциональным назначением.
  Например, в жилых квартирах или частных домах – это нагрузки от мебели, бытовых приборов и самих жильцов.В магазинах – от посетителей, персонала, прилавков, стеллажей и оборудования, необходимого для функционирования помещения.
• Допустимые – сочетание внешних сил, приложенных к перекрытию, при котором оно продолжает удовлетворять всем предъявляемым к нему эксплуатационным требованиям без наступления необратимых последствий.
• Постоянные – нагрузки, которые действуют на протяжении всего периода эксплуатации помещения. К таким видам загружения относятся собственный вес плит, масса пирога пола и штамповые нагрузки от конструктивных элементов, без которых эксплуатация помещения не представляется возможной.
• Временные – нагрузки от веса оборудования, мебели, людей и другие виды сил, которые прикладываются к несущему элементу на определённый промежуток времени.
• Предельные – максимальная величина нагрузки, при приложении которой в конструктивном элементе начинают происходить необратимые процессы – пластические деформации, бесконтрольное раскрытие трещин, а также обрушение перекрытия.

В зависимости от функционального назначения помещений, величины полезных нагрузок различаются.

В жилом помещении равномерно распределённые по площади временные нагрузки составляют 150 – 200 кгс/м2, а в общественных зданиях, в зависимости от особенностей технологического процесса они составляют уже 250 – 500 кгс/м2.

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

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/м2.

2. Переменная нагрузка

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/м2.

3. Суммарная нагрузка

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/м2;
• 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м2.

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

Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м2.

Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м2.

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:

• qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
• L — длина балки, L = 330 см;
• Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
• J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см4.

Для нашего примера:

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:

Как рассчитать значения?

Расчёт нагрузок на плиту перекрытия производится методом суммирования всех приложенных к конструктивному элементу внешних сил, с учётом различных коэффициентов запаса, принимаемых по указанному выше СНиП. Если рассмотреть теоретические выкладки, то расчёт нагрузок делится на следующие категории:

Расчёт сводится к вычислению максимально допустимого значения приложенных на конструкцию внешних сил, при которых конструкция достигает предельного равновесия.

Например, на основании представленного ниже расчёта – при приложении суммарной расчётной нагрузки 900 кг/м2 на плиту перекрытия толщиной 200 мм, армированную прутками d10 A500s с шагом 200 мм, достигается фактический изгибающий момент М = 2812,5 кН*см при пролёте 5 м.

А сечение с такими параметрами остаётся в равновесии при достижении момента Мпред = 2988.5 кН*см, что всего на 5,8% выше предельного значения.

Учитывая, что момент в изгибаемом сечении под действием равномерно распределённой нагрузки равняется M = q х l2 / 8, то qпред = 8M/l2, или qпред = 8 х 2998.5 / 25 = 956.32 кг/м2 – при такой внешней силе сечение установленных параметров перестанет удовлетворять предельному равновесию, и данная нагрузка является предельной.

Как правило, такие силы не прикладываются к перекрытию отдельно – всегда существуют постоянные нагрузки, и единичное точечное загружение суммируется с ними.

Приложенная точечная нагрузка влияет на значение опорных реакций и величину изгибающего момента в расчётном сечении. Усилия от точечного загружения определяется как произведение силы на плечо (расстояние от ближайшей точки опоры).

Например, если в комнате с пролётом 5 метров стоит декоративная колонна массой 500 кг на расстоянии от стены 2 м, то расчётная нагрузка с учётом коэффициента запаса (gn для постоянных сил = 1,05) составит 525 кг. Момент в данной точке составит 525 кг х 2 м = 1050 кг * м, или 1050 кН * см.

Соответственно, при добавлении равномерно распределённого загружения, описанного выше, стандартное сечение плиты с армированием d10 A500s с шагом 200 мм не будет удовлетворять расчёту прочности, и данное место следует усилить дополнительными стержнями, например, d10 A500s ш. 200 + d12 A500s ш. 200.

Пересчёт на м2

Учитывая, что жб плита перекрытия работает по упруго-пластической схеме, все внутренние усилия в ней перераспределяются по площади и объёму.

СНиП допускает не производить расчёт временных нагрузок на плиту от конкретных предметов, а учитывать приведённую равномерно-распределённую по площади поверхности силу.

Например, вдоль стены комнаты, на протяжении 3 м стоит гарнитур общей массой 400 кг, напротив – диван массой 200 кг и другие предметы мебели с разными весами. По данному помещению каждый день передвигаются 4 человека с массами тела от 50 до 120 кг.

По факту, точно посчитать нагрузку не представляется возможным, но СП 20.13330.2011 допускает учитывать в статическом расчёте приведённую равномерно распределённую нагрузку для жилых помещений 150 кг/м2.

Ниже представлен пример сбора нагрузок на перекрытие в частном жилом доме. По условию задачи, габариты комнаты составляют 7 х 4 м, плита перекрытия 200 мм, поверх которой уложена ц/п стяжка толщиной 50 мм по подложке из экструдированного пенополистирола 30 мм, а в качестве чистового пола применяется керамогранитная плитка толщиной 12 мм с клеевым составом 3 мм.

Требуется собрать расчётные нагрузки на данную конструкцию для последующего расчёта. Задача решается с выполнением следующих этапов:

Собственный вес плиты – M1 = S x h x rбет, где:

• S – площадь поверхности перекрытия, равный 5 м х 4 м, или 2 м2,
• h – толщина плиты, которая составляет 200 мм, или 0,2 м,
• rбет – средняя плотность армированного бетона, которая равна 2500 кг/м2.
• M1 = 20 м2 х 0,2 м х 2500 кг/м2 = 10 000 кг.

Масса полов – M2 = mподл + mстяж + mплит, где:

• mподл = S x hподл х rпенопол = 20 м2 х 0,03 м х 40 кг/м2 = 24 кг,
• mстяж = S x hстяж х rц/п р-ра = 20 м2 х 0,05 м х 1800 кг/м2 = 1800 кг,
• mплит = S x hплит х rкерамогр = 20 м2 х 0,015 м х 2400 кг/м2 = 720 кг (значение принимается с учётом слоя плиточного клея).

M2 = 24 кг + 1800 кг + 720 кг = 2544 кг. В жилом помещении рекомендуемая по СНиП временная нагрузка составляет q = 150 кгс/м2.

Таким образом, суммарная полезная нагрузка на плиту составляет F = q x S = 150 х 20 = 3000 кг:

• Общая вертикальная нагрузка, приложенная к плите, равняется Fобщ = M1 + M2 + F = 10000 кг + 2544 кг + 3000 кг = 15544 кг, или 1554,4 кН.
• Как правило, нормативные нагрузки необходимо привести к расчётным величинам, учитывая коэффициенты надёжности. Данный показатель записывается как gn, и для постоянных загружений он составляет 1,1, а для полезной нагрузки – 1,4.

Таким образом, Fобщ расч = (M1 + M2) x gnс пост + F x gn врем = (10000 кг + 2544 кг) х 1,1 + 3000 кг х 1,4 = 13798,4 кг + 4200 кг = 17998.4 кг ~ 18000 кг, или 1800 кН.

Чтобы привести суммарное значение данной величины в равномерно распределённую нагрузку, достаточно разделить его на общую площадь комнаты. То есть Qобщ расч = Fобщ расч / S = 1800 кН / 20 м2 = 90 кН/м2, или 900 кг/м2.

При наличии точечной или штамповой нагрузки от веса какого-либо оборудования, она участвует в расчёте отдельно, формируя линейную, а не квадратичную зависимость изгибающего момента.

В отдельных случаях допускается разложить точечную нагрузку на равномерно распределённую по площади, с учётом повышающего коэффициента, так как железобетон не является упругим материалом, и все усилия в нём перераспределяются в большей части его объёма.

Безбалочная плита перекрытия должна удовлетворять расчёту по прочности, или первой группе предельных состояний. Чтобы определить несущую способность перекрытия, необходимо выполнить следующий алгоритм:

В рассматриваемом примере балка имеет сечение b x h = 1 м х 0,2 м, и к ней приложена нагрузка qрасч = 900 кг/м, или 90 кН/м.

Величина изгибаемого момента для подобной конструкции составляет M = qрасч х l2 / 8, где l – величина пролёта, или 5 м. M = 90 кН/м х 5 х 5 / 8 = 281.25 кН*м, или 2812,5 кН*см.

Величина изгибающего момента может быть отображена на эпюре данного вида усилия, возникающего в конструкции.

Как посчитать несущую способность?

При известной величине изгибающего момента и габаритов (жёсткости сечения) можно определить несущую способность данного пролётного элемента по следующим формулам:

Высота сечения плиты складывается из двух величин h = h0 + a, где h0 – рабочая высота от нижней арматуры, находящейся в зоне растяжения до верхней грани бетона. а – величина защитного слоя бетона. Как правило, этот показатель в тонких плитах варьируется в пределах от 15 до 25 мм. h0 = h – a = 200 мм – 20 мм = 180 мм.

В строительной механике, согласно по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции», существуют два условия, при которых конструкция достигает предельного равновесия под действием внешних сил.

Rs As = Rbbx, где:

• M = Rbbx (h0 – x/2),
• Rs – предел прочности арматурной стали заданного класса на растяжение,
• Rb – тот же показатель, но для бетона, на сжатие, зависящий от марки материала.

Если в плите принимается наиболее распространённая арматура класса A500s, то Rs = 43,5 кН/см2. Если бетон в рассматриваемом примере имеет класс B30, то Rb = 1,7 кН/см2.

В условии равновесия х – абсолютная величина сжатой зона бетона, которая равняется х = Rs Аs / gb1 Rbb (по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции»):

• As – площадь всех стержней рабочей арматуры в растянутой зоне сечения плиты,
• gb1 – коэффициент запаса, зависящий от условий работы бетона в конструкции, для стандартных вариантов эксплуатации перекрытия принимается равным 0,9.

Требуемая площадь рабочей арматуры зависит от расчётных параметров сечения и величины внутренних усилий (в плите перекрытия – изгибающего момента).

Аs = gb1Rbbeh0/Rs (по СП 63.13330.2018):

• e – безразмерная величина, характеризующая относительную высоту сжатой части бетонного сечения, которая определяется из соотношения e = (1 – (1 – 2am)1/2),
• am – это показатель, описывающий отношение изгибающего момента к прочностным характеристикам жб сечения, определяемый по формуле СП,
• am = M / (gb1 Rbbh02) = 2812,5 / (0,9 х 1,7 х 100 х 324) = 2812,5 кН*см / 49572 = 0,057.

Аs = 0,9 х 1,7 х 100 х 0,057 х 18 / 43,5 = 3,61 см2.

Для предотвращения образования трещин от усадки бетона, в плитах перекрытий шаг рабочей арматуры, чаще всего, назначается 200 мм. Таким образом, в расчётной полосе шириной 1 м располагается 5 рабочих стержней.

В данном примере допускается рассмотреть армирование из 5d10, и реальная площадь стержней составит 3,93 см2, что больше, чем требуемое значение, с учётом повышающих коэффициентов. При известных значениях площади армирования, можно определить величину х: х = Rs Аs / gb1 Rbb = 43,5 х 3,93 / (0,9 х 1,7 х 100) = 1,12 см.

На завершающем этапе из основного условия равновесия определяется предельно допустимый момент, который может возникнуть в сечении плиты перекрытия. M = gb1 Rbbx(h0 – x/2) = 0,9 х 1,7 х 100 х 1,12 х (18 – 1,12/2) = 2988.5 кН*см.

Далее остаётся сравнить предельно допустимый момент 2988.5 кН*см с фактическим усилием, возникающим после приложения нагрузок – 2812,5 кН*см, который оказался меньше, значит, условие прочности выполняется.

В случае, если условие предельного равновесия не достигается, толщина плиты, а также расчётное количество рабочей арматуры должны быть пересмотрены.

Прочность ЖБ элемента

В строительной механике понятия прочности и несущей способности практически не имеют различий. Однако, на практике это не совсем так. Прочность – это способность конструктивного элемента не разрушаться под действием внешних сил. Несущая способность – это способность конструктивного элемента удовлетворять предъявленным к нему эксплуатационным требованиям под действием сочетания нагрузок.

Таким образом, расчёт по предельным состояниям 1 группы, приведённый выше, показывает, что плита перекрытия остаётся в статическом положении не разрушается, (то есть, обеспечивается её прочность) и может эксплуатироваться в нормальных условиях (так как в расчёте были учтены все коэффициенты условий работы). Проведения дополнительных прочностных расчётов не требуется.

Различия в монтаже для каркасных и деревянных домов

Чердачные перекрытия для деревянных домов полностью возводятся из бруса. Дерево хорошо обрабатывается и формируется в профилированный брус разных размеров. На чердаке брусья крепятся на лаги. Пространство между ними покрывается мембраной для образования пароизоляции, а также дополнительно гидроизолируется рубероидом.

Утепляется деревянный чердак по общим правилам работы с чердачными перекрытиями. Заливку цементом по засыпанному материалу гидроизоляции делают по желанию. Армированный пояс по деревянному брусу не формируют. Его лишь перекрывают брусом, а сверху оборачивают утеплителем, мембраной, а также могут утеплить любым выбранным теплоизолятором.

Каркасные дома выполняются с участием нескольких видов материалов, адгезирующихся между собой. Часто для них используют перекрытия не только из дерева, но их из материалов, которые входят в состав конструкционных стен. Дополнительно чердачные перекрытия укрепляются брусом с лагами, и устанавливают каркас для кровли по общим правилам.

Каркасные дома, в основном, относятся к панельному типу. Для некоторых типов, которые имеют в конструкции металл, строители могут использовать ЖБ-сборные плиты перекрытия.

Но это целесообразно только для тех каркасных строений, которые установлены на монолитный фундамент, так как такая конструкция помогает всей площади постройки равномерно распределить нагрузку. Здесь также используют гидроизоляцию и утепление, чтобы хорошо сохранять тепло в основной постройке.

Гидроизоляция

Обустройство защиты поверхности от попадания воды, а также от конденсата при перепаде температур, осуществляется с помощью специальных материалов гидроизоляции, самым популярным из которых считается рубероид.

Уложенный в виде листов или рулонов на слой мастики, он надежно защищает любую поверхность, так как обладает хорошими водоотталкивающими свойствами.

Защиту выполняет один слой, но в некоторых случаях может понадобиться и два слоя. На основные плитные или деревянные перекрытия, абсолютно готовые к эксплуатации, и над которыми уже возведен каркас для кровли и настелена крыша, плотным слоем укладывают гидроизоляцию.

Ее кладут таким образом, чтобы она немного как-бы провисала – так лучше всего отводится конденсат, который образуется при перепадах температур, или встрече холодных потоков воздуха с теплыми из дома. Затем крепят сверху на нее контробрешетку, которая надежно прижимает гидроизоляцицию, и формирует вентиляционные зазоры.

О паро- и гидроизоляциия полная информация в статье по ссылке.

Зачем это делать?

Чердак — это техническая или жилая зона, которая завершает строение дома. Чердачные перекрытия бывают нескольких типов балочные и безбалочные, на металлических балках или деревянных, сборно-монолитные и монолитные. Для того чтобы эта конструкция была прочной и не создавала область повышенных потерь тепла в доме ее предварительно рассчитывают на прочность и тепловое сопротивление.

Задача чердачного перекрытия распределить нагрузку от вышерасположенных стен, кровли, мебели и оборудования. Согласно СНиП, минимальная удельная эксплуатационная нагрузка для для техпомещений, установлены 150 кг/м2, а для жилых — 250 кг/м2.

Правильно выполненный расчет поможет выбрать размеры конструкции, чтобы она с запасом могла выдержать все расчетные нагрузки без повреждения основных несущих элементов дома.

Разница температур в жилой и технической зоне должна составлять не более 3°-4°. Для обеспечения этих условий утепляются не только стены и кровля, но и плита перекрытия, чтобы не допустить потерь тепла из жилых помещений.

Перед тем как оформить техническое задание на проектирование дома и чердачных перекрытий, заказчик должен четко понимать, как будет использоваться чердак, постоянно, как жилое помещение или временно, как техэтаж. От этого будет зависеть выбор его тепловой защиты, а также весовая нагрузка, которую используют для проверочных расчетов перекрытий.

Возможные сложности и ошибки

При расчёте сечения плиты перекрытия на прочность, следует учитывать важные нюансы, чтобы не допустить серьёзных ошибок:

• Расчёты должны проводиться в строгом соответствии с требованиями нормативных документов.
• При вычислениях все единицы измерения должны быть приведены к единым значениям, а, в противном случае, результат будет далёким от истины.
• При определении изгибающего момента следует учесть характер опирания плиты перекрытия, так как формулы для жёсткой заделки или шарнирного сопряжения отличаются друг от друга.
• При сборе нагрузок не следует забывать коэффициенты надёжности, которые усугубляют теоретическую работу конструкции и приближают её к реальным условиям.

Последствия неверных расчётов могут привести к обрушению строительных конструкций, недопустимым прогибам и другим непоправимым проблемам во время эксплуатации сооружения.

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/м2.

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

Высчитываем нагрузки

Наиболее часто данные конструкции выполняют на деревянных или металлических балках. Самыми прочными считаются монолитные перекрытия, но они не везде могут устанавливаться, например, их нельзя размещать в деревянных и каркасных домах.

Есть ограничения и при использовании монолита в домах, возведенных из легкобетонных блоков. Для них потребуется дополнительное усиление стен в виде армированного железобетонного пояса.

Для того чтобы сравнить разные варианты конструкций чердачных перекрытий, можно принять за основу габариты дома 10х10 м, с жилым отапливаемым чердаком и несущей перегородкой, с пролетом — 5м.

По деревянным балкам

Расчет на прочность начинается со сбора нагрузок на перекрытие, которые бывают постоянные, связанные с весом самой конструкции и временные, вызванные пребыванием людей, единица измерения этого показателя — кг/м2.

Постоянная нагрузка рассчитывается по формуле:

Нормативная нагрузка Х К надежности = Расчетной нагрузке.

Первый показатель берется из справочника, так для многослойного перекрытия расчетная нагрузка будет состоять из суммы удельных нагрузок всех слоев конструкции:

• Обрешетка: 20×1.3 = 26 кг/м2.
• Пароизоляция: 5×1.3 = 6.5 кг/м2.
• Дощатый пол по лагам с плотностью 550 кг/м3: 27.3×1.3 = 35,75 кг/м2.
• Жесткие минераловатные плиты с плотностью = 370кг/м3 : 29,6×1.2 = 35,52 кг/м2.
• ДВП с плотностью 700кг/м3: 7×1.3 = 9,1 кг/м2.
• Перегородки: 59×1.3 = 65 кг/м2.
• Итого: 176 кг/м2.

Далее для расчета потребуется составить расчетную схему.

После этого по таблицам СНИП подбирает расчетные характеристики деревянных балок:

• Rи = 13 МПа = 0.13т/см2.
• E = 10000 МПа = 100000 кг/см2.

После этого по формулам определяют наиболее возможный момент Mmax и поперечную силу Qmax.

По максимальному моменту находят момент сопротивления Wтр и необходимую высоту сечения hтр.

• Мmax = qp•L2/8 = 176x5x5/8 = 55 кг•м = 5500 кг•см.
• Qmax = qp•L/2 = 176×5/8 =110кг•м = 11000 кг•см.
• Wтр = Мmax/Rи= 55/0.13= 423 см3.
• hтр = √6Wтр/b=√ 6 x 423/150 x 0.1= 169 см.

Решающим показателем при подборе габаритов несущей балки является прочность, поэтому наилучший вариант будет сечением 150×200 мм.

Проверяют балочный прогиб:

• Нагрузка нормативная qн = 176•0,8 = 140.8 кг/м.
• f = (5•qн•L4)/(384•E•J) = (5•1.40•5004)/(384•100000•10000) = 1,13 см.

• qн = 2,92 кг/cм;
• момент инерции J = b•h3/12 = 15•20 x 20 x 20/12 = 10000 см4.

Определяют наибольший балочный прогиб:

fmax = L•1/250 = 500/250 = 2,0 см.

fбалки = 1.13 см < fmax = 2.0см.

Таким образом сечение 150×200 оптимально для данной конструкции.

Стальные балки рассчитывают согласно требованиям СНиП:

• расчётное сопротивление Rу=2100 кг/см2;
• E = 2100000 кг/см2;
• расчетная нагрузка – 400.0 кг/м2.

Аналогично, как и при расчете деревянных конструкций, вначале выполняется сбор нагрузок. Для двутавра они делятся на 2 вида: расчетные и нормативные. Первые применяют для проверки металлопрофиля на устойчивость и прочность. Вторые устанавливаются нормами и используются для проверки его на прогиб. Расчетные напряжения устанавливают умножением норматива на К надежности.

Чтобы балка соответствовала нужной прочности находят Wтр.

Выполняя расчет по формулам, получают:

• Максимальный момент;
• Mmax = 5Т;
• Qmax = 2Т;
• Wтр. = 212.59 см3.

Вначале для монолитной плиты 10×10м, толщиной 200 мм и плотностью 2500 кг/м3 выполняют сбор нагрузок:

• Нормативная постоянная нагрузка плиты будет равна:220×2500 = 550 кг/м2.
• Расчетная постоянная нагрузка, 550×1.2 = 605 кг/м2.
• Полезная нагрузка для жилого помещения — 150 кг/м2.
• Расчетная временная нагрузка, 150×1.3 = 195 кг/м2.
• ИТОГО: 800.0 кг/м2

По формуле рассчитывают изгибающую нагрузку на плиту, допустимый прогиб и размеры арматурного каркаса. В результате расчета получаем все необходимые характеристики для строительства монолитной плиты чердачного перекрытия:

• Периметр плиты — 40 м.
• Площадь подошвы плиты — 100 м2.
• Площадь боковой поверхности — 8.8 м2.
• Объем бетона — 22 м3.
• Вес бетона — 51700 кг.
• Нагрузка на почву от фундамента — 0.052 кг/см2.
• Минимальный диаметр стержней арматурной сетки — 14 мм.
• Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов) — 6 мм.
• Размер ячейки сетки — 20×20 cм.
• Величина нахлеста арматуры — 66 см.
• Общая длина продольной арматуры диаметром 14мм с учетом перевязки внахлест — 2111.6 м.
• Общий вес продольной арматуры — 2550 кг.
• Общая длина вертикальной арматуры диаметром 6мм — 426.6 м.
• Общий вес вертикальной арматуры — 95 кг.
• Кол-во досок для опалубки размером 15 x 600 см — 12 шт.

Разновидности перекрытий для чердака

Существует несколько основных видов чердачных перекрытий.

• Теплый. Сделан под жилую комнату или уютную мансарду. Он утеплен и хорошо заизолирован утепляющими материалами.
• Холодный. Больше используется как бытовка – на нем хранят ставшие ненужными вещи, инструмент, технику, сушат белье. Он имеет достаточную вентиляцию, но температура внутри него всегда ниже, чем в основной жилой площади помещения.

По материалу их делают из:

• бетона (монолита);
• ЖБ-плит;
• различных плит ячеистых бетонов (в современных домах);
• древесины (в деревянных постройках);
• плит-сэндвич и СИП;

Также используют засыпку по балкам теплых сыпучих материалов, таких, например, как керамзит или вермикулит.

Более точно строители разделяют перекрытия чердака и по другим характеристикам.

По внешнему виду

• сплошные (цельные) – одна большая плита;
• сборные – представлены рядом плит, уложенных на армированный пояс потолка:
• универсальные ограждающие (несколько материалов, вместе образующих покрытие, которое можно установить не только на чердаках, но и на лестницах, для полов, в качестве перекрытий между этажами, и для цоколей);
• конструкционные балочные (обустройство крыши по специальной схеме);
• безбалочные (не имеют балок).

По типу нагрузок

• легкие (особенности материала, вес);
• тяжелые (ЖБ и монолитные);
• облегченные (смешанные разновидности нескольких материалов).

По виду здания

• панельное (из стандартных ЖБ-плит или сэндвич, СИП);
• каркасные (сборные модели, выполненные из разных материалов по металлической основе).

По стойкости к огню

Также различают перекрытия на чердаке по склонности к самовозгоранию, они могут быть:

• обычными;
• противопожарными.

Каждая из перечисленных разновидностей соответствует определенному типу дома, проект которого детально разработан специалистами, и имеет свои отличия и особенности.

К примеру, в домах из дерева или для каркасных построек перекрытие стараются делать из плотной обработанной антисептиками и полимерами древесины – они будут легкими и несложными для монтажа, который можно выполнить своими руками.

В кирпичных, пено- и газобетонных домах покрытие формируют только из монолитных или сборно-монолитных материалов на армированном поясе, заранее сделанном с помощью опалубки. Данные конструкции обладают большим весом, поэтому их укладкой занимаются с помощью специальной грузоподъемной техники.

В домах, которые выполнены из газоблоков и пеноблоков плиты перекрытий выпускают из аналогичного материала – они легко укладываются без техники. Для создания более прочного слоя их заливают слоем бетона.

Расчёт пролетных конструкций

Расчёт пролётных конструкций ведётся по двум группам предельных состояний:

• 1 группа – подбирается такие параметры жёсткости конструктивного элемента, при которых оно не потеряет прочность под действие сочетания постоянных, временных и особых нагрузок;
• 2 группа – расчёт по деформациям, при котором определяется фактический прогиб перекрытия, после чего это значение сравнивается с предельно допустимыми значениями из СНиП.

На несущую способность плит перекрытий влияет величины постоянных и полезных нагрузок, толщина элемента, длина пролёта и условия эксплуатации помещения.

Правильная технология монтажа

Общие нюансы обустройства чердачного перекрытия для холодных и теплых чердаков отличаются лишь небольшими нюансами, в основной работе они сходны между собой.

Холодный чердак по своему устройству включает в себя следующие элементы:

• стропильную систему;
• гидроизоляцию;
• контробрешетку;
• основную обрешетку;
• крышу;
• слуховые окна и конек с вентиляцией.

Теплый чердак представлен следующими элементами:

• пароизоляцией;
• стропильной системой;
• утеплителем;
• гидроизоляцией;
• контробрешеткой;
• обрешеткой;
• кровлей;
• вентиляцией.

Некоторые различия в пироге слоев перекрытия холодного и теплого чердаков зависят от выбранного режима их эксплуатации. Холодный тип, как правило, нежилое пространство, отделяемое от основного теплоизоляцией, а теплый – жилое, где потолком являются скаты крыши, и утепляется не только перекрытие, но и сама кровля. Теплый тип чердака позволяет получить достаточно комфортное и уютное дополнительное помещение к дому.

Технология монтажа заключается в следующем:

• Установление балок при помощи бруса 150 х 150 или 200 х 200 (мм) на стены постройки.
• Выполнение монтажа лаг перпендикулярной установкой с использованием досок сечения 150 х 50 (мм). Шаг между ними должен быть не меньше 60 см.
• Укладка пароизоляции для холодного чердака и установление обрешетки над ней.
• Укладка гидроизоляционного материала, установка контробрешетки, обшивка балок по всей поверхности (лаги оборачивают рубероидом).
• Выполнение теплоизоляции на клей с помощью выбранного материала, использование креплений, а затем тонкой строительной армированной сетки, на которую будет наноситься штукатурка.
• Укладка чернового и чистового пола с помощью материалов, которые выбраны владельцем.
• Отделочные работы для потолка.

Древесина, которая используется для монтажа, обязательно должна быть обработана антисептиками и полимерами.

Монтаж чердака желательно доверить профессиональной строительной бригаде, которая в короткие сроки выполнит все этапы работ, а в процессе задействует расходные материалы строго по смете, прилагаемой к договору на оказание услуг.

Особенности в подсчетах для теплых и холодных чердаков

Чердачные перекрытия для теплых и холодных помещений отличаются между собой по температурному напору. В первом случае он минимальный, а, следовательно, тепловые потери будут стремиться к нулю, а во втором случае – максимальный, что соответственно вызовет рост тепловых потерь.

Для того чтобы обеспечить в доме санитарные требования по температуре внутреннего воздуха, во втором случае потребуется увеличить слой теплозащиты.

Так для вышепредставленного примера теплого чердачного многослойного перекрытия, обеспечить требуемую температуру внутри помещений, можно если установить толщину минваты – 70 мм. В этом случае конструкция сможет обеспечить сопротивление теплопередачи 2,08 м2•С/Вт, что недостаточно будет для холодного чердачного перекрытия.

Согласно расчетам, минимальный слой минваты в холодном чердачном помещении должен быть 150 мм, тогда перекрытие сможет обеспечить сопротивление теплопередачи 3,94 м2•С/Вт, чтобы компенсировать повышенные потери тепловой энергии в нем.

Цены на работы по РФ

Средняя цена на обустройство чердачных перекрытий формируется только по спросу на услуги на строительном рынке, и не зависит от сезона или других факторов.

В РФ она может несколько различаться по регионам федераций из-за разницы в ценах. Но несмотря на это она все равно составляет 20-25% от всех трудозатрат по строительству.

Большинство компаний указывает цены на услуги в прайсах на своих сайтах. В среднем по регионам она составляет 200-300 руб. за м2.

Самые дорогие в плане строительных услуг, это северные регионы, СПб и МО. Заказывать работы у профессионалов намного выгоднее, так как они предоставляют гарантии на свои работы и расходные материалы по смете, которые могут обойтись намного дешевле, чем их покупать самому. Компании напрямую сотрудничают с производителями, и у них есть возможность приобретать их по оптовым ценам.

Последствия ошибок в вычислениях

Ошибки в расчетах чердачных перекрытиях приводят к сверхнормативным прогибам балок, промерзанию конструкций у внешних стен, расслоению штукатурки, образованию трещины в местах сопряжения перекрытий со стенками, высокой звукопроводности и максимальным потерям тепла.

Самые опасные ошибки в чердачных перекрытиях, те, что вызывают сверхнормативный прогиб конструкции. В этом случае, из-за перегрузки конструкции она разрушается.

В монолитном перекрытии под воздействием таких нагрузок вначале начинает растрескиваться нижний слой бетона. В этот момент преднапряженные арматурные стержни переходят из стабильной стадии в нестабильную, когда они больше не могут обеспечивать прочность перекрытию.

Прогибы не должны превышать для пролетов свыше 7.5 м — 1/250. При превышающих фактических прогибах станут проявляться дефекты в стенах. В этом случае потребуется выполнить усиление перекрытий.

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.

Перед работой советуем ознакомиться с материалами, изложенными в СНиП II-25–80 (СП 64.13330.2011), там много полезной информации.

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.

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.

Теплоизоляция

Утепление чердачного перекрытия позволяет сэкономить расходы собственников на отопление, и за счет отказа от эксплуатации альтернативных источников тепла.

Теплоизоляцию пола на чердаке выполняют следующими видами материалов:

• Сыпучие вещества. К ним относят керамзит, шлак, вермикулит. Это самая бюджетная группа, которая относится к очень теплым.
• Стекловата. Очень теплый и негорючий материал, но его единственный недостаток – в нем любят селиться грызуны.
• Минеральная вата хорошо сохраняет тепло, но некоторое время после монтажа требует тщательного проветривания из-за специфического запаха выделяемых в окружающий воздух веществ.
• Пеноизол наносится распылителем из баллона, пистолета или краскопульта, так как относится к мгновенно застывающим на поверхности веществам. Этот утеплитель способен перекрыть все щели и стыки, и устранить любые мостики холода. Недостаток – высокая цена.
• Пенополистирол. Плиты этого утеплителя легко крепить и клеить. Идеальный материал, который адгезируется с любой поверхностью, хорошо теплоизолирует любую поверхность, имеет достаточно долгий срок службы и доступен по цене.

Выполнение утепления – несложный процесс. На подготовленную и уже загидрозолированную поверхность кладут плиты или рулоны утеплителя, на который нанесен специальный строительный клей. Уложенный материал закрепляют саморезами с широкими шляпками, а затем выполняют все остальные типы работ.

Для бетонных и деревянных поверхностей больше подходят сыпучие для теплоизоляции, а остальные – абсолютно для всех чердачных перекрытий. Популярный утеплитель пенопласт стараются не использовать для чердака, так как его больше других любят грызть мыши, а это приведет к быстрой изнашиваемости материала, и нецелесообразности его монтажа.

Дополнительно о теплоизоляции в этой статье.

Давая точное определение основе чердака, его обозначают, как горизонтальную силовую конструкцию, разделяющую жилую зону дома и фронтоны с крышей. Чердачное перекрытие имеет определенный элемент жесткости, с центром тяжести посередине, который равномерно распределяет нагрузку от кровли, и придает устойчивость любой постройке.

В строительстве к жесткости и прочности чердачной поверхности специалисты предъявляют определенные условия. Также поверхность должна быть ровной, выдерживать определенные расчетные нагрузки, которые не позволят ей прогнуться и разрушиться.

Именно поэтому допустимой величиной прогиба для перекрытий считают установленные коэффициентные величины от 1 до 250 общей длины. Также для чердачных перекрытий недопустимы колебания, а сам чердак делают шумо- и теплоизолированным.

Чердачное покрытие выполняет следующие функции:

• несущую (конструкционное распределение нагрузки от кровли);
• изолирующую (от шумов, звуков, воды);
• защитную (от сквозняков, холодного воздуха, промерзания);
• стойкую к огню (не самовозгорается).

Конструкции покрытий для чердака делятся на различные разновидности, главными из которых считают деревянные и ЖБ. Первый вид конструируется по деревянным балкам, а второй – по плитам, в виде монолита, а также балок из дерева, металла или железобетонного материала. Обустройство поверхности чердака формируется из нескольких слоев.

Покрытие способно перекрыть достаточно большую площадь пролета. Кроме того, оно имеет собственную толщину, в зависимости от вида. Стандартным показателем толщины для домов, жилая площадь которых находится в пределах 56 м2, по эксплуатационным нагрузкам равна 105 кг/м2.

Все материалы, из которых делаются перекрытия, изготавливаются строго в заводских условиях по установленным технологическим нормам. Плиты для перекрытий, которые часто используются в строительстве, часто изготавливаются на заказ.

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

Расчет чердачного перекрытия — как узнать нагрузку и теплотехнические параметры?

Чердачное перекрытие должно возводиться очень крепким, с тем, чтобы удерживать проектную нагрузку и достаточно теплым, чтобы не стать источником холода для жилых помещений дома.

Перед возведением застройщик должен быть уверен, что конструкция в целом соответствует нормативным требованиям СНиП по величине пролета, поперечного сечения балок, шага их укладки, а также тепловым показателям по сопротивлению теплопередаче.

Эти параметры для чердачного перекрытия устанавливаются в процессе выполнения проекта на строительство дома.

• Зачем это делать?
• Какие именно параметры нужны и почему?
• Высчитываем нагрузки
• Как рассчитать?
• Особенности в подсчетах для теплых и холодных чердаков
• Последствия ошибок в вычислениях
• Заключение

Как рассчитать?

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия должен соответствовать российской нормативной базе по энергосбережению.

В результате расчетов проверяется соответствие многослойного перекрытия санитарно-гигиеническим нормам.

Поиск потерь тепла

Для примера расчета чердачного перекрытия 10×10 м, расположенного в г. Москве из климатических справочников выбирают данные для проведения расчетов:

• Расчётная Т внутреннего воздуха tв — +21 С;
• Число дней отопительного периода Zот.пер — 214 сут;
• Средняя Т наружного воздуха за отапливаемый период tот.пер — -3.1С.

По ним рассчитывают градусо/сутки отапливаемого периода ГСОП:

• ГСОП = (tв — tот.пер) • Zот.пер = (21 — (-3.1)) • 214 = 5157.4 м2 • С/Вт
• Необходимое сопротивление теплопередаче: Rтр = a • ГСОП + b = 0.00035 • 5157.4 + 1.4 = 3.2051 м2 •С/Втэ

По исходным данным определяют тепловое сопротивление многослойного перекрытия:

• Нормативный перепад температур Δt (n) — 3С.
• Термосопротивление перекрытия 1.88 м2•С/Вт.

Далее проверяется соответствие многослойного перекрытия нормам СЭС по тепловой защите. Для этого используют формулы СНиП.

Термосопротивление поверхности перекрытия:

Сопротивление теплопередачи многослойного перекрытия:

Минимально необходимое сопротивление теплопередачи:

Например, для многослойного чердачного перекрытия в составе:

• Черновая доска — 30 мм.
• Пароизоляционная мембрана — 0.1 мм.
• Замкнутая воздушная прослойка — 20 мм.
• Обрешетка сосна и ель вдоль волокон — 25 мм.
• Минеральная (каменная) вата 120-170 кг/м3 — 70 мм.
• Влагозащитная мембрана — 0.1 мм.
• Плиты древесно-стружечные, плотность 800 кг/м3 — 10 мм.

Теплотехнические характеристики принимаются по нормативным таблицам и толщине утеплителя.

На основании расчетных формул получают результаты сопротивления теплопередачи:

Заключение

Чердачное перекрытие выполняет важную роль для дома, и может выполнять функцию дополнительной комнаты. Перекрытия бывают разных видов, форм и размеров, но толщина для них установлена официальными нормативами.

Утепленный чердак сохранит до 20% общих теплопотерь дома в холодное время года. Чердачное покрытие требует обязательной гидроизоляции и качественной теплоизоляции, так как это продлит срок эксплуатации потолка, защитит от сквозняков и перепадов температур.

Выбор подходящего перекрытия для чердака зависит от материала, из которого возведен дом, качественно проведенных расчетов, а также соблюдения норм технических работ по обустройству и монтажу.

Перед назначением толщины и армирования плиты перекрытия необходимо провести расчёт прочности изгибаемого элемента. Вычисления выполняются после сбора постоянных и временных нагрузок и определения внутренних усилий в конструкции.

Если результаты расчёта не удовлетворяют условиям предельного равновесия, необходимо задать другую толщину плиты и провести вычисления заново.

Чердачное перекрытие — ответственная конструкция, которая завершает строительство дома. Оно может выполняться, как на деревянных или металлических балках, так и монолитным. Перед установкой данной конструкции требуется провести расчеты на прочность и теплостойкость и если они окажутся ниже нормативных требований, проводят дополнительное усиление и утепление перекрытий.