Перекрытия выполняют несущие и ограждающие функции.
Нагрузки и воздействия на перекрытия в жилых зданиях
Перекрытия воспринимают силовые нагрузки и воздействия несилового характера.
Нагрузки силового характера:
- постоянные (масса перекрытия и полов);
- временные (мебель, люди и пр.).
Воздействия несилового характера:
- акустические воздействия (воздушные и ударные шумы);
- тепловой поток и с ним - диффузия водяного пара в чердачные перекрытия при холодном чердаке и цокольное (подвальное) перекрытие над холодным помещением, а также в перекрытие надземного эркера;
- особые, возникающие, например, в случае разделения помещений с разной влажностной средой: стандартное помещение и санитарные узлы или встроенные в дом бани, бассейны и пр.
Чтобы перекрытию противостоять этим нагрузкам и воздействиям и обеспечить безопасное и комфортное проживание в доме, необходимо выполнять соответствующие требования.
Нагрузки и воздействия на перекрытия (силовые нагрузки не показаны, за исключением ударного шума): 7 — утеплённое чердачное перекрытие; 2 - холодный чердак; 3 - тёплый чердак; 4 - утеплённая крыша; 5 - эркер; 6 - цокольное тёплое помещение; 7— цокольное холодное помещение; 8 — продухи в холодном цокольном этаже; 9 — неутеплённое чердачное перекрытие; 10— междуэтажное перекрытие; 11 — конденсат в холодном чердаке; 12 - тепловой поток; 13 - диффузия водяного пара; 14 — холодный воздух; /5- ударный шум; 16- воздушный шум; 17 — вентиляция цокольного помещения
Требования к перекрытиям
Поскольку перекрытия обеспечивают выполнение несущих и ограждающих функций, то к ним и предъявляют разноплановые требования.
Требования к перекрытиям как к несущим конструкциям
Прочность определяется способностью перекрытия, не разрушаясь, выдерживать силовые нагрузки. Достигается прочностью не только самих конструкций, но и узлов соединений перекрытий с вертикальными несущими конструкциями -стенами, колоннами. Как и для всех других конструкций, прочность перекрытий всегда проверяется расчётом.
Долговечность обеспечивает заданные качества в течение установленного срока эксплуатации перекрытия. Вот такой пример. В районах старой Москвы много двух- и трёхэтажных домов, которым более чем 200 лет. Все они, конечно, имеют деревянные перекрытия из брёвен. Дерево, особенно бревно, достаточно прочный материал, и при создании ему необходимых условий способно служить очень долго. Одним из таких условий является исключение контакта дерева с каменной наружной стеной; в противном случае дерево начинает гнить, и, казалось бы, прочное перекрытие приходит в негодность. В некоторых домах старой постройки такое и происходит.
Жёсткость характеризуется величиной относительного прогиба конструкции, определяемой как отношение прогиба/к её пролёту.
Расчёт вертикальных предельных прогибов элементов конструкций для каждого из этих требований выполняется независимо от других. Приняв во внимание указанные требования, в прикидочном расчёте для перекрытий жилых зданий прогиб/ можно принять около 1/200 от пролёта (так, для пролёта, равного 6 м, допустимый прогиб составляет 3 см).
Помимо учёта выше приведённых факторов, следует знать, что при превышении допустимой величины прогиба могут появиться трещины, и существует опасность дальнейшего раскрытия трещин, что может привести к обрушению перекрытия.
Требования к перекрытиям как к ограждающим конструкциям
Звукоизоляция помещений выше- и нижележащих этажей.
При этом шум может быть:
- высокочастотный, передаваемый воздушной волной (например, шум от работающих приборов, разговора и т.п.); от него спасёт слоистая структура (любое перекрытие, включая пол, неоднородно, т.е. имеет несколько слоёв);
- ударный (низкочастотный), передаваемый колебаниями одного предмета другому; погасить ударный шум можно, если:
- набрать массу перекрытия 200...300 кг/м2; однако следует учитывать, что перекрытие с такой массой, выполненное из однородного материала, например железобетонная плита, способно защитить, если ударный шум будет производиться вне конструкции перекрытия; если же наносить удары непосредственно по плите, то на нижележащих этажах он будет слышен; поэтому звукоизолирующие слои необходимо предусматривать даже на железобетонных плитах;
- устранить передачу колебаний одного элемента перекрытия другому; для этого нужно убрать звуковые мостики между элементами балочного перекрытия, делать зазоры в местах, где это возможно (например, между плитой перекрытия и ненесущей стеной), заполняя их потом упругим материалом и т.д.
Теплотехнические требования предъявляются к перекрытиям, разделяющим помещения с различными температурными режимами. Например, в холодный чердак не должно проникать тепло из нижележащего этажа. То же относится и к требованию к перекрытию над холодным подвальным или цокольным помещением. Особо тщательно должно быть продумано решение выступающего перекрытия тёплого помещения - надземного эркера. Иначе получим холодный дом при тёплых стенах.
Противопожарные требования сводятся к огнестойкости перекрытий. В отличие от других конструкций (за исключением лестничных клеток), огнестойкость перекрытий рассчитывается на все предельные состояния: потерю несущей способности R, целостности Е и теплоизоляционной способности. Это говорит о высоких противопожарных требованиях к перекрытиям.
Требования пожарной безопасности диктуют выбор строительных материалов перекрытия. Надо сказать, что в частном домостроении вероятность возгорания и распространения огня не всегда является приоритетным фактором выбора материалов. Понятно, что железобетонная плита более стойка к огню, чем деревянные балки, однако по другим причинам будущие жильцы дома могут остановить выбор на дереве. В этих случаях риски возгорания перекрытия нужно свести к минимуму.
Экологичность. В нынешние времена очень нужное требование. Человек перебирается за пределы мегаполисов, чтобы быть ближе к природе, оградить себя от влияния неблагоприятных факторов, в том числе электромагнитных излучений. В современной жизни много приборов, излучающих электромагнитные волны. К такому излучению прозрачно только дерево, кирпич и ячеистые блоки. Арматура, заложенная в железобетонные плиты перекрытий, экранирует электромагнитные волны, в результате человек находится в замкнутом электромагнитном поле, что совсем не улучшает его здоровье.
Специальные требования к отдельным помещениям: гидроизоляция в санузлах, кухнях, встроенных в жилой дом банях, бассейнах и т.д.
Классификация перекрытий
Классифицируем перекрытия по следующим признакам.
По положению в здании перекрытия называют:
- междуэтажные — между жилыми этажами;
- чердачные - над последним жилым этажом;
- цокольные или подвальные — соответственно над цокольным или подвальным этажом.
По способу передачи нагрузки на вертикальные конструкции:
- балочные — передают нагрузку на вертикальные несущие конструкции через балки;
- плитные (безбалочные) — нагрузка передаётся через плиту.
Но материалам изготовления:
- железобетонные — плиты;
- из ячеистых бетонов — балки, плиты;
- с использованием металла — балки, несъёмная опалубка;
- с использованием дерева — балки.
По технологии возведения:
- сборные из бетонных, железобетонных или ячеистобетонных элементов;
- монолитные железобетонные;
- сборно-монолитные из железобетона и ячеистых элементов;
- ручного возведения.
По физико-техническим характеристикам-.
- утеплённые — над холодным или под холодным помещением, а также над открытым пространством (например, перекрытие надземного эркера);
- неутеплённые - междуэтажные, над тёплым подвалом или под тёплым чердаком или мансардой.
По звукоизоляционным свойствам:
- акустически однородные - железобетонные, бетонные, а также из ячеистых бетонов плиты;
- акустически неоднородные — балочные.
