Какие бывают перекрытия и как их выбрать — Реальное время
Недвижимость
00:00, 29.12.2021 Сюжет: Дом в фокусе
Шесть вопросов об одной из главных конструктивных частей дома
В современном частном домостроении есть проекты, которые не предполагают наличия перекрытий в доме. Но такие проекты подходят не всем, да и редкость они пока на наших просторах. Пробуем разобраться, какова конструкция перекрытий и из чего их делают, а еще — на какие перекрытия обратить внимание, реализуя свой проект.
Что такое перекрытия и обязательны ли они в доме?Если этажей в вашем доме будет больше одного, то без перекрытия точно не обойтись. Потому что оно представляет собой конструкцию, которая ложится на стены и разделяет дом на уровни. В одноэтажных домах перекрытия используются для того, чтобы образовать потолок или, к примеру, отделить пространство первого этажа от подвала или цоколя.
Но есть и проекты, которые стоят на монолитной плите и представляют собой единое пространство без потолка, несущих перегородок тоже нет — то есть, это своеобразные студии. В качестве капитальных домов их практически не строят, но вот в качестве дачного домика они имеют право на существование. Так что да, скорее всего, вам придется подумать о перекрытиях.
Какие бывают виды перекрытий?Все виды перекрытий разделяют пространство дома по вертикали. Но в зависимости от того, с каким из них мы имеем дело, функциональная специфика у них будет разная. В основном все они делятся на три вида.
- Цокольное перекрытие (оно же подвальное) должно быть самым мощным: оно разделяет цокольный этаж или подвал от остального дома. Поэтому по вертикали на него будет приходиться вес всего дома. Примерные расчеты нагрузки на цокольное перекрытие начинаются от 200 кг/кв. м. В принципе, без него можно обойтись в двух случаях: когда дом стоит на монолитном плитном фундаменте или если пол заливается прямо на грунт в ленточном фундаменте.
Разумеется, во всех этих случаях подвал не предполагается.
- Межэтажные перекрытия, как следует из названия, отделяют друг от друга этажи дома. Расчетная нагрузка на них такая же, как у цокольных, ведь эти элементы несут на себе и кровлю, и верхний этаж (а если их несколько, то этажи). Повышенные требования у таких перекрытий должны быть по шумоизоляции (чтобы в доме было жить комфортно). Межэтажное перекрытие используется и для отделения жилого помещения от мансарды (мансардный этаж тоже предполагает немалую нагрузку).
- Чердачное перекрытие может быть облегченным, расчетная нагрузка на него начинается от 1 центнера на квадратный метр. Выше него остается только крыша и холодный чердак.
Нет, здесь тоже есть три типа.
- Монолитное перекрытие — железобетонная конструкция. Арматурный каркас для нее собирается в опалубке, и прямо на месте стройки заливается бетоном. Это самый серьезный вид перекрытия, которые выдерживает большие нагрузки (например, каменные стены или монолитные конструкции).
Он и фундамента требует основательного. Но можно сделать и облегченное монолитное перекрытие — с несъемной опалубкой из профилированных оцинкованных листов. Это поможет уменьшить и количество арматуры, и бетона.
- Сборное перекрытие состоит из отдельных элементов — плиты укладываются на балки и лаги. Это довольно популярная конструкция, особенно там, где стены легкие, не самые массивные.
- Сборно-монолитные перекрытия — своеобразный «гибрид». В качестве несущей основы используются балки из металла или железобетона. Между ними укладывают теплоизоляционные плиты, все это армируют и заливают бетоном. Слой получается потоньше, чем у монолитных перекрытий.
Чаще всего в индивидуальных домах используют перекрытия из дерева или железобетона. Иногда используется металл, но это (особенно по нынешним ценам) неоправданно дорого.
Деревянные перекрытия (балки и лаги) делают из сухого бруса или срощенной доски. Подойдет и клееный брус, и двутавровые балки.
Железобетонные перекрытия могут быть залиты самостоятельно, но можно и купить заводские плиты. Правда, нужно будет еще придумать, как их привезти и установить. Кроме того, не у всех на участке есть место, чтобы развернуться со спецтехникой, которая призвана поставить тяжеленную плиту на свое место.
Можно не утеплять межэтажное перекрытие?Современные стандарты требуют, чтобы перекрытие было теплоизолировано (чтобы не выпускать теплый воздух из помещения ни вверх, ни вниз). Конечно, по выпуску тепла из дома будут лидировать чердачное и цокольное перекрытия, так что если вы уверены в своей отопительной системе и в качестве стен, то, теоретически, межэтажное можно и не утеплять. Но тогда готовьтесь к нулевой звукоизоляции между этажами.
Специалисты все же советуют проложить деревянные межэтажные перекрытия каменной ватой толщиной в 250 мм, а монолитные теплоизолировать пенополистирольными или ЭППС-плитами. Расходы в общей пропорции будут не самыми существенными, а комфорт серьезно подрастет.
В утеплении чердачного и цокольного перекрытия вариантов нет: оно должно быть обязательно, причем в нашем климате чем толще будет слой теплоизоляции, тем меньше у вас будет мороки.
А что выбирать-то?Все зависит от общей конструкции вашего дома. Деревянные и каркасные дома обычно оборудуют деревянными балочными перекрытиями. Их и монтировать просто, а если они правильно рассчитаны, то и «гулять» под ногами они не будут, и служить станут верой и правдой. Помните старые деревянные срубы с толстенными балками и вековыми досками поверх? Ничего с ними не случается за многие десятки лет.
Каменные и кирпичные дома желательно строить с монолитными или сборными перекрытиями: они требуют большей «грузоподъемности», которую вполне обеспечивает железобетон.
В любом случае, при выборе типа перекрытия всегда нужно очень тщательно подходить к вопросу и желательно спрашивать совета специалиста.
Людмила Губаева
Недвижимость Татарстантехнические особенности и требования по монтажу
Практически каждый человек, планируя возведение малоэтажного архитектурного жилого строения, сталкивается с проблемой – какие перекрытия в доме установить? Ведь от их выбора зависит во сколько этажей можно строить здание, а также определяется допустимая толщина стен, так как последние должны выдерживать нагрузки предметов мебели, сантехнических приборов, бытовой электротехники. Традиционно перекрытие между этажами в частном доме служит одновременно потолком и полом для смежных комнат. К тому же, это своеобразные барьеры, препятствующие свободной циркуляции холодных потоков воздуха. Давайте подробно рассмотрим основные виды перекрытий дома, их технические особенности и требования по монтажу.
Содержание
- 1. Перекрытия в доме: основные требования
- 2. Виды перекрытий для дома
- 3. Балочные перекрытия
- 4. Безбалочные перекрытия
- 5. Перекрытия в доме из газобетона
- 6. Перекрытия в доме из пеноблоков
- 7. Перекрытия в доме из СИП панелей
- 8. Перекрытия в доме из бруса
- 9. Перекрытия в каркасном доме
- 10. Заключение
Перекрытия в доме: основные требования
Деревянные перекрытия в большом частном домеПерекрытия в доме – это оригинальные конструкции, разделяющие смежные комнаты по высоте, создавая этажи и отделяя их от подвальных и чердачных помещений. Поэтому к выбору данных конструкций предъявляются определенные требования:
- Должны обладать достаточно хорошими прочностными характеристиками, способные выдерживать не только собственный вес, но и полезные нагрузки (находящуюся в комнате мебель, оборудование).
- Во время монтажа система перекрытия должна обеспечивать достаточно хорошие изолирующие параметры. Поэтому необходимо заделывать все возможные щели в межэтажной конструкции. Это позволит исключить возможность проникновения шума и тепла в смежные по высоте помещения.
- Межэтажное перекрытие обязано отличаться определенной жесткостью. Оно не должно прогибаться под воздействием постоянных либо временных нагрузок.
- Межэтажные разделительные системы должны довольно хорошо противостоять распространению огня. Поэтому деревянные перекрытия рекомендуется обрабатывать специальными пропитками и покрывать штукатуркой.
Виды перекрытий для дома
Лаконичные перекрытия в домеПри строительстве частного дома различной конструкции применяют следующие виды перекрытия:
- балочные – грамотно созданная комбинация несущих частей (балок) и наполнителей;
- безбалочные – монтируются из однородных составляющих, например, плит либо настилов.
К тому они могут быть:
- межэтажными – для разделения малоэтажного жилого строения на этажи;
- цокольными – отделяют жилые комнаты от подвала;
- чердачными – «отсекают» неотапливаемые чердаки от обитаемых комнат.
Также перекрытие между этажами в частном доме может завесить от строительной конструкции здания.
Балочные перекрытия
Строитель крепит балку перекрытияДля изготовления балок применяют:
- дерево;
- железобетон;
- фасованный металлопрокат.
Деревянные межэтажные конструкции
Меэтажная конструкция из дереваТрадиционно при возведении деревянных и каркасных малоэтажных архитектурных жилых строений применяются балочные межэтажные конструкции из дерева. Однако деревянные балки перекрытия не рекомендуется устанавливать на пролетах шириной более 5 метров.
На заметку!Если вы планируете обустраивать межэтажное разделение в доме с применением балок из дерева, то рекомендуем ознакомиться с техническими условиями на них.
На верхней стороне межъярусной перекрывающей конструкции, как правило, укладывают настил, выполняющий роль пола. Если под перекрытием будет находиться жилая комната, то снизу его также подбивают досками, оформляя потолок. В образовавшейся пустоте укладывают тепло- и звукоизолирующий материал.
Достоинства деревянной межэтажной конструкции:
- деревянное перекрытие достаточно просто и оперативно можно смонтировать даже самой сложной конфигурации без привлечения специализированной техники, например, крана;
- есть возможность получить довольно легкую, но прочную конструкцию при сравнительно недорогой стоимости.
Основным минусом является повышенная огнеопасность. К тому же при неправильной обработке древесина спустя некоторое время начинает гнить и заражаться жучком-короедом.
Особенности обустройства деревянной межэтажной конструкции
Традиционно деревянное перекрытие монтируется в несколько этапов:
- Установка балок из дерева.
Перед монтажом эти элементы несущей конструкции необходимо тщательно обработать антисептическими и огнезащитными составами. Если в качестве опоры будет использоваться стена из кирпича, бетона, пеноблоков или газобетона, то концы балки нужно обмотать двумя слоями рубероида. После установки ее в посадочное гнездо свободное пространство рекомендуется заполнить утеплителем, к примеру, монтажной пеной.
- Установка наката.
Его делают из щитов, собранных из досок. Накатные пластины крепятся к специальным брусьям, имеющие сечение 4*4 либо 5*5 см, называемыми черепными. А их заранее прибивают к боковым граням несущих балок. На накат уже фиксируют «чистый» потолок.
На заметку! Для грамотного подбора материалов, используемых при обустройстве наката, советуем ознакомиться с конструкциями деревянными для строительства.
Укладка изолирующей прокладки. Для обеспечения хорошей звуковой и тепловой изоляции пустоты деревянной межэтажной конструкции непременно заполняют утепляющим материалом. В качестве утеплителя можно использовать минеральную вату, пенопласт, керамзит и даже стружку либо солому.
Применение «ватных» матов более предпочтительно перед другими «собратьями» — по весу вата намного легче керамзита, что позволяет значительно уменьшить нагрузку на перекрытие. Благодаря волокнистой структуре она способствует свободному проникновению воздуха между помещениями. К тому же данный утеплитель отличается достаточно высокими изолирующими параметрами.
На заметку!Перед обустройством изолирующей прокладки необходимо непременно между балками расстелить специальную пароизоляционную пленку, пергамин либо толь. При этом их концы должны заходить на несущие элементы межэтажной конструкции на высоту не менее 5 см.
Толщина изолирующей прокладки из любого материала должна быть больше 10 см. А при разделении холодных и отапливаемых помещений – в два раза толще.
Межэтажные разделяющие конструкции с металлическими балками
Конструкция из металлических балокВ отличии от аналогов из дерева такие конструкции отличаются достаточной надежностью и долговечностью. А из-за меньших размеров сечения позволяют экономить полезное пространство.
Однако межэтажное перекрытие с металлическими балками устанавливается довольно редко: для его наполнения используются легкобетонные вставки либо плиты, что провоцирует значительное увеличение массы конструкции.
Достоинства балок из металлических профилей:
- с их помощью можно перекрывать более широкие пролеты;
- они отличаются прекрасной устойчивостью к биологическим воздействиям (плесени, гнили, жукам-короедам).
Но у них есть определенные отрицательные факторы:
- в местах подвергаемым периодическому воздействию повышенной влажности появляется коррозия;
- металлические изделия отличаются довольно низкими звуковыми и тепловыми параметрами.
Особенности монтажа
Балки из стальных профилей укладываются в заранее подготовленные гнезда на стенах. В промежутки между ними прокладывают пустотелые железобетонные плиты перекрытия, имеющие толщину в 90 мм. На них обустраивают песчано-бетонную стяжку толщиной до 100 мм.
Межэтажные разделяющие конструкции с железобетонными балками
Установленные железобетонные балки в новостроеОни пользуются большой популярностью при перекрывании пролетов до 7,5 метров.
На заметку!Если хотите использовать железобетонные ригели для обустройства межэтажной перекрывающей системы, то рекомендуем ознакомиться со всеми их техническими параметрами.
Главное достоинство ригелей из армированного бетона – они позволяют делать межэтажные конструкции над достаточно широкими пролетами, что практически невозможно осуществить с балками из дерева и металла.
Их вес, как правило, больше 100 кг. Поэтому для монтажа ригелей желательно привлекать специальную подъемную технику, например, автокран (это их основной минус).
Особенности монтажа железобетонных ригелей
Они укладываются с шагом в 600-1000 мм. Межбалочное пространство заполняют легкобетонными плитами либо блоками. Все швы заделываются цементно-песчаным раствором. К тому же данная межэтажная конструкция в обязательном порядке требует укладывания изолирующей прокладки.
На заметку!Информация о теплоизоляционных плитах с керамзитовым наполнением позволит сделать грамотный выбор.
Безбалочные перекрытия
Данная межэтажная конструкция собирается из однородных составляющих (плит либо панелей), уложенных вплотную. Также это может быть залитый монолит. С учетом технологий, используемых для обустройства перекрытия, они могут быть:
- сборными;
- монолитными;
- сборно-монолитными.
Сборные межэтажные конструкции
Такой вид конструкций наиболее востребован в кирпичных домах. Для их обустройства используют сплошные легкобетонные либо многопустотные панели. Размеры плит перекрытия подбирают с учетом двух параметров: их несущей способности и ширины пролета.
Бетонным элементам межэтажной конструкции, в сравнении с деревом и металлом, не страшна повышенная сырость. Такие конструкции способны выдерживать полезные нагрузки более 200 кг/м2.
Но при их укладке нужно непременно привлекать грузоподъемную технику. И второй минус – специализированные заводы выпускают данные изделия лишь стандартных размеров, что ограничивает возможность возводить малоэтажные строения оригинальной конфигурации.
Особенности монтажа
Плиты перекрытия укладывают на «подушку» из песчано-бетонной смеси. Их края должны заходить на стену не менее чем на 100 мм. Все стыки непременно заделываются таким же раствором.
Монолитные межэтажные конструкции
Перекрытие между этажамиЭто своеобразная сплошная цельная плита различной конфигурации. Заливается в основном из бетона М200. При этом ее толщина должна быть не меньше 100 мм.
Достоинства:
- отсутствует потребность привлекать дорогостоящую подъемную технику;
- обеспечивается довольно хорошее качество поверхности перекрытия;
- предоставляется возможность создавать межэтажные конструкции со сложной конфигурацией.
К минусам можно отнести необходимость монтажа опалубки и длительный срок готовности перекрытия.
Тонкости монтажа
Традиционно монолитное перекрытие обустраивается в несколько этапов:
- монтируется специальная несущая конструкция из стальных балок;
- возводиться опалубка подвесного типа из необрезных досок;
- сваривается армирующий каркас;
- заливается бетонная смесь М200.
Сборно-монолитные межэтажные конструкции
Наиболее прогрессивная технология обустройства перекрытия в доме. При данном способе устанавливаются железобетонные балки. Пространство между ними заполняется пустотелыми блоками. А потом все межэтажное «сооружение» заливается сверху бетонной смесью.
Плюсы данной технологии:
- нет потребности в использовании подъемных механизмов;
- обеспечивается достаточно хорошее изолирование пространства;
- можно создавать перекрытия с конфигурацией любой сложности;
- значительно сокращаются сроки возведения межэтажного «сооружения».
К ее минусам можно отнести не целесообразность обустройства сборно-монолитной конструкции в трехэтажных домах, как как процесс достаточно трудоемкий при исполнении вручную.
Особенности монтажа
Для создания несущего каркаса балки укладывают с шагом около 600 мм. После их надежной фиксации на стенах на них вручную выкладывают облегченные бетонные блоки с керамзитовым либо пенополистирольным наполнением.
Полученная конструкция в дальнейшем используется в качестве несъемной опалубки. Перед заливкой бетонной смеси необходимо на возведенное межэтажное сооружение уложить стальную армирующую сетку с сечением ячеек 100*100.
Перекрытия в доме из газобетона
Газобетонные перекрытия в новостроеПоследнее время все чаще для возведения малоэтажного жилого строения используют газобетонные блоки — с их помощью можно в короткие сроки построить дом любой конструкции. К тому же газобетон обладает достаточно хорошими теплоизоляционными параметрами. С учетом допустимой нагрузки предоставляется возможность возводить строения не более трех этажей. При этом в них можно устанавливать различные виды перекрытий.
Читайте также: Строительство домов из газобетона: комфорт по выгодной цене
Межэтажные конструкции
Наибольшей популярностью пользуются межэтажные конструкции, собранные с помощью деревянных или металлических балок разнообразного сечения. Также можно использовать монолитную основу.
Для обустройства деревянного перекрытия большим спросом пользуются как натуральные/клееные брусья, так и балки визуально напоминающие обычный двутавр. Их устанавливают с шагом 0,6…1,2 м. При этом предпочтение отдают 6-метровым изделиям из дерева.
Для обеспечения большей надежности межэтажной деревянной конструкции на стенах сделают армирующий пояс. В нишу балки укладывается на глубину в 15 см. Под них предварительно прокладывается гидроизоляционная прокладка. При этом их края непременно обматываются самоклеющейся мембраной либо рубероидом. Также на стене под нишей закрепляют металлические пластины.
На заметку!В большинстве случаев второй этаж в частном доме из газобетонных блоков используют в качестве основных жилых комнат. Располагая на нем спальню либо зал, хозяева соответственно оборудуют их необходимой тяжелой корпусной мебелью. Поэтому рекомендуется произвести тщательный расчет балок перекрытия между этажами.
При обустройстве цокольного перекрытия необходимо немного изменить технологию укладки деревянных балок. Если в подвальном этаже планируется организовать баню или бассейн, то несущие изделия из дерева нужно непременно обработать антисептическими пропитками. И дополнительно обмотать любым пароизолирующим материалом. Это позволит исключить возможность случайного появления плесени либо гнили, а также грибковых образований. Специалисты рекомендуют увеличить слой утеплителя до 20 см.
Для обустройства чердачного перекрытия можно применять деревянные балки с меньшим сечением, если, конечно, это пространство не планируется использовать в качестве жилых помещений. Но рекомендуется уложить утеплитель толщиной не менее 25 см.
Довольно часто в частных домах из газобетонных блоков обустраивают цокольное перекрытие в виде монолита.
Перекрытия в доме из пеноблоков
Перекрытия в доме из пеноблоковВ последнее время довольно часто при строительстве малоэтажных архитектурных жилых строений отказываются от силикатного кирпича, а выбирают пеноблоки. Несмотря на то что данный материал способен обеспечить прекрасные тепловую изоляцию, он обладает относительной структурой.
Поэтому устанавливая в доме из пеноблоков панели перекрытия, желательно придерживаться определенных особенностей.
Межэтажная конструкция должна не только разделять смежные по высоте помещения, но и гарантированно выдерживать как собственный вес, так и полезные нагрузки от установленной в комнатах мебели, бытовых электроприборов, находящихся в них людей. Поэтому необходимо довольно серьезно подходить к выбору вида перекрытия.
Рассмотрим возможные варианты исполнения межэтажных конструкций.
Система несущих балок
Это наиболее простой бюджетный вариант. Ограничивает его применения лишь длина брусьев. То есть использовать деревянные либо металлические балки целесообразно при ширине проемов не больше 4 метров. В противном случае для обеспечения достаточно высокой надежности межэтажных конструкций нужно применять брусья из дерева либо металла с большим поперечным сечением.
Однако это провоцирует обустройство перекрытия большей толщины, а как результат – увеличение его собственного веса. В итоге потребуется закладывать достаточно мощный армирующий пояс.
Для обустройства межэтажной конструкции в доме из пеноблоков можно использовать брусья как из цельного массива древесины, так и клееные. Но в любом случае технология монтажа перекрытия одинаковая. На несущие брусья с двух сторон набиваются доски, выполняющие роль потолка и пола.
А в пустоты между ними прокладывается утеплитель. Это может быть минеральная вата, пенопласт, керамзит.
Читайте также: Строительство жилых домов в России: практика и особенности законодательства
Система несущих балок предоставляет ряд явных достоинств:
- довольно простой монтаж;
- небольшой вес конструкции;
- бюджетная стоимость.
Но у нее есть и минусы:
- ограничение по ширине проема;
- довольно низкая прочность конструкции.
Железобетонные пустотелые плиты
Довольно часто для обустройства межэтажной конструкции в доме из пеноблоков используют пустотелые плиты перекрытия, размеры которых можно легко подобрать по каталогам крупных производителей. Так как их применение позволяет обеспечить:
- достаточно хорошую прочность;
- удобство и простоту монтажа;
- хорошую теплоизоляцию за счет пустотелой структуры.
Единственный минус их применения – потребность привлечения специализированной подъемной техники, к примеру, автокрана.
Поэтому целесообразно данный тип железобетонных изделий устанавливать над пролетами больше 6 метров. Если же расстояние между несущими стенами планируется сделать меньше, то оптимальный вариант – использовать для монтажа межэтажной конструкции газобетонные плиты.
Из-за оригинальной структуры они отличаются достаточно низкой теплопроводностью — поэтому пол в комнате всегда будет теплым.
Перед укладкой плит пустотелых необходимо в зоне их расположения сделать армирующий пояс из тяжелого бетона. Либо это может быть ярус силикатного кирпича.
Если возникают проблемы с заказом автокрана, то перекрытие над цокольным этажом можно выполнить в виде монолитной конструкции.
На заметку!Для заливки монолитной системы рекомендуется применять бетонную смесь, приготовленную исключительно на специализированных бетонно-растворных предприятиях, так как при самостоятельном ее изготовлении практически невозможно обеспечить определенные прочностные параметры.
Правда, обустроить надежное монолитное перекрытие можно лишь с привлечением бетононасоса. Ведь применение данной специализированной техники даст возможность оперативно осуществить процесс заливки на большой площади, а также позволит обеспечить однородность структуры залитой конструкции.
Перекрытия в доме из СИП панелей
Установленные СИП панелиТехнология возведения малоэтажных архитектурных жилых строений предоставляет возможность создавать здания не только с конфигурацией любой сложности, но и различной этажности. К тому же межэтажные конструкции можно обустраивать несколькими способами.
Процесс создания перекрытия не так уж сложен, если понять технологию возведения дома из сип-панелей. Первый этаж считается построенным, когда по всему его периметру установлены конструктивные плиты. По верху они «обвязываются» специальными досками. Это дает возможность обеспечить довольно хорошую жесткость и прочность возводимого дома.
Поэтому для обустройства межэтажной конструкции достаточно уложить сип конструктивы. Главное, чтобы их длина позволяла перекрывать ширину пролета. В стандартном исполнении перекрытие собирается из панелей по технике «шип-паз». А по его периметру закладываются доски специальной формы.
Но если требуется обеспечить достаточно высокую надежность межэтажной конструкции, то в местах соединения «шип-паз» дополнительно устанавливаются деревянные брусья.
На заметку!Довольно часто после завершения обустройства межэтажной конструкции по ее периметру снизу устанавливаются дополнительные брусья. При этом их непременно связывают с уже установленными опорами. Перекрытие данного типа способно выдерживать тяжелую корпусную мебель, расположенную на втором этаже.
Перекрытия в доме из бруса
Дом с деревянным перекрытиямиТрадиционно принято в срубах из брусьев обустраивать межэтажную конструкцию с использованием деревянных балок. Это попросту позволяет максимально снизить расходы на возведение частного малоэтажного жилого строения. Но при этом требуется произвести грамотный расчет балок перекрытия.
Для правильного вычисления их поперечного сечения необходимо учитывать следующие параметры:
- планируемая нагрузка на перекрытие;
- ширину пролета;
- шаг их установки;
- конфигурацию поперечного сечения балок.
Например, пролеты до 5 метров можно перекрывать брусьями прямоугольной формы со сторонами 100 на 200 мм. При этом если их уложить с шагом не больше 60 см, то межэтажная конструкция способна выдерживать суммарную нагрузку до 2 тонн. К тому же необходимо учитывать величину прогиба несущих балок. Например, на 4-метровом брусе допускается искривление при полной нагрузке до 16 мм.
На заметку!Хорошей альтернативой балкам могут стать несколько досок сращенных по толщине, установленные на ребро. Для этого их нужно стянуть болтовыми соединениями, расположенными равномерно по всей их длине. Такой способ обустройства несущих составляющих межэтажной конструкции позволяет не только сэкономить на покупке толстых балок, но и обеспечить лучшую жесткость к изгибающим нагрузкам.
Читайте также: Строительство домов из клееного бруса: разбор самого высокотехнологичного направления загородного строительства
Особенности монтажа перекрытия в доме из бруса
Монтаж межэтажной конструкции можно начинать только после окончательной сборки сруба. Для начала на его внутренних поверхностях противоположных стен нужно отметить планируемое положение несущих балок. На проектном уровне устанавливаются специальные кронштейны-держатели и фиксируются с помощью длинных саморезов. На эти металлические «подпорки» и монтируются балки.
После установки несущих составляющих межэтажной конструкции между ними располагают специальные бруски (черепные), имеющие квадратное сечение со стороной 40 либо 50 мм. Их закрепляют в нижней части боковых граней балок.
На черепные настилаются доски, формируя сплошную плоскость для укладки изолирующего материала. После укладки утеплителя на верхнюю поверхность балок укладывают доски. Таким образом создается черновой пол на втором этаже.
Отделение первого жилого яруса от грунта осуществляется немного по другой технологии. Несущие лаги врезают во второй снизу венец либо в окладной. Само обустройство межэтажной конструкции первого яруса производиться аналогично выше описанного процесса. Только необходимо:
- Между двумя рядами досок проложить теплоизолирующий материал толщиной не менее 150-200 мм. В качестве утеплителя можно использовать минеральную или базальтовую вату, пенополистирол, керамзит.
- Все деревянные составляющие конструкции тщательно обработать антисептическими пропитками.
На нижний слой досок нужно уложить гидроизоляционную прокладку из рубероида или толстой полиэтиленовой пленки. Это позволит свести до минимума отрицательное воздействие исходящей от земли повышенной влажности.
Перекрытия в каркасном доме
Пример межэтажной конструкции в каркасном домеПланируя обустройство межэтажных конструкций в каркасном доме, рекомендуется учитывать следующее:
- для их изготовления рационально применять те же материалы, что и использовались на сборку каркаса;
- должна создаваться относительно легкое перекрытие, это даст возможность исключить привлечения для его монтажа специализированной подъемной техники;
- но при этом должно обладать достаточной жесткостью и надежностью;
- гарантированное обеспечение тепловой и звуковой изоляции между смежными по высоте помещениями.
Многообразие исполнения перекрытия
В качестве основных несущих составляющих конструкции можно использовать цельные или клееные брусья. А сверху их обшить ориентировано-стружечными плитами. Каркас сделать из калиброванных деревянных брусьев, а для отделки использовать сип-панели.
Несущую конструкцию собрать из стальных фасонных профилей. Ее обшивку сделать с применением ориентировано-стружечных плит. Каркас обустроить с помощью металлических сборных ферм. А отделать их используя сип-панели.
Но из всех приведенных способов обустройства перекрытия наиболее рациональных и экономически выгодным является следующий вариант. Для сборки несущей части межэтажной конструкции использовать стальные двутавровые балки. А обшивку сделать сип-панелями.
Заключение
Надеемся, что предложенная статья поможет Вам сделать грамотный выбор в способе обустройства межэтажной конструкции.
В завершение маленький совет: при планировании перекрытия в доме следует учесть тип малоэтажного жилого строения и стоимость стройматериалов.
Практические советы, Работы, Теория
Типы перекрытия при ковалентной связи
0
Сохранить
Скачать публикацию в формате PDF Перекрытие атомных орбиталей наблюдается при ковалентной связи. Атомные орбитали перекрываются, образуя новые формы. В этой статье мы собираемся изучить три перекрытия атомных орбит: перекрытие s-s, перекрытие s-p, перекрытие pp с определением, структурой, объяснением и диаграммами
Что такое перекрытие атомных орбит?
Когда два атома соединяются вместе, образуя ковалентную связь, их энергия минимальна, когда они находятся так близко друг к другу, что их орбитали частично сливаются. Это частичное слияние атомных орбиталей известно как перекрытие орбиталей или перекрытие атомных орбиталей.
Существует два типа перекрывающихся орбиталей: сигма (σ) и пи (π). Обе связи образуются за счет перекрывания двух орбиталей, по одной на каждом атоме. σ-связи возникают, когда орбитали перекрываются между ядрами двух атомов, что также известно как межъядерная ось.
Таким образом, атомы образуют более низкое энергетическое состояние, в котором их валентные электроны с противоположным спином объединяются в пары, образуя ковалентную связь.
Леран о галоалканах здесь.
Типы перекрытия атомных орбиталей
При образовании одинарной ковалентной связи с участием s- и p-орбиталей возможны три различных типа перекрытия орбиталей. 91\) .
При образовании молекулы H, наполовину заполненная 1s – орбиталь одного атома водорода, содержащая неспаренный электрон, перекрывается с наполовину заполненной – орбиталью другого атома водорода, имеющего электроны с противоположным спином. Такое перекрытие называется s-s-перекрытием, а образующаяся связь называется s-s-сигма-связью. Связь образована осевым перекрытием орбиталей, следовательно, это сигма-связь \((\sigma)\).
p-p перекрытие: (Образование молекулы галогена (\(F_2\)) .)
91\) При образовании молекулы \(F_2\), наполовину заполненной \(2p_z\), орбиталь одного атома ‘F’ перекрывается с такой же полузаполненной \(2p_z\), орбиталью, содержащей электрон с противоположным спином , другого атома F коаксиально, и образуется ковалентная сигма-связь pp.
«p»-орбитали имеют форму гантели, поэтому перекрытие происходит в определенном направлении. Поэтому р-р-связь имеет направленный характер. Когда p-орбиталь участвует в перекрытии, другая доля p-орбитали уменьшается в размере, то есть сжимается. 91\)
При образовании молекулы HF, наполовину заполненная ls-орбиталь атома водорода соосно перекрывается с наполовину заполненной \(2p_z\), орбиталь атома фтора, содержащего электрон с противоположным спином, и образуется s-p ковалентная связь. Это сигма-связь, так как перекрытие атомных орбиталей аксиальное.
HF представляет собой полярную молекулу
В случае молекулы HF связь образуется между двумя разнородными атомами. F сильно электроотрицателен, и его электроотрицательность равна 4. Электроотрицательность водорода равна 2,1. Общая пара электронов больше смещается в сторону атома фтора. Следовательно, атом F приобретает частичный отрицательный заряд, а атом водорода приобретает частичный положительный заряд. Связь становится полярной из-за большой разницы в электроотрицательности. Следовательно, HF представляет собой полярную молекулу, а связь HF представляет собой полярную ковалентную связь.
Надеюсь, эта статья о перекрытии атомных орбит была информативной. Попрактикуйтесь в том же в нашем бесплатном приложении Testbook. Скачать сейчас!
Часто задаваемые вопросы о перекрытии атомных орбиталей
В.1 Какие типы атомных орбиталей перекрываются?
Ответ 1 Существует два типа перекрывающихся орбиталей: сигма (σ) и пи (π). Обе связи образуются за счет перекрывания двух орбиталей, по одной на каждом атоме. σ-связи возникают, когда орбитали перекрываются между ядрами двух атомов, что также известно как межъядерная ось.
Q.2 Что происходит, когда электронные орбитали перекрываются?
Ответ 2 Начинает происходить перекрытие орбит по мере того, как электронные орбитали сближаются. Это снижает потенциальную энергию системы, так как становятся возможными новые притягивающие положительно-отрицательные электростатические взаимодействия между ядром одного атома и электроном второго. Это приводит к образованию полос.
Q.3 Что такое интеграл перекрытия?
Ответ 3 Интеграл перекрытия является количественной мерой перекрытия атомных орбиталей, расположенных на разных атомах. Перекрытие атомной орбитали атома А и атомной орбитали атома В называется интегралом их перекрытия.
Q.4 Что такое перекрытие орбит PP?
Ans.4 Перекрытие между двумя наполовину заполненными p-орбиталями двух разных атомов, содержащих электроны с противоположными спинами, называется pp-перекрытием. например (Формирование молекулы \(F_2\)). Взаимное перекрытие между двумя наполовину заполненными р-орбиталями двух атомов называется р-р-перекрытием. Образовавшаяся ковалентная связь называется р-р связью. Образование такой связи также называют осевым перекрытием. Две p-орбитали перекрывают друг друга, когда они приобретают минимальную потенциальную энергию.
В.5 Какая связь сильнее SS или SP?
Ans.5 Перекрытие S-S сильнее, чем перекрытие s-p, pp и p-d. Это связано с аналогичным размером и высокой электроотрицательностью s-орбиталей, что делает перекрытие сильнее.
Скачать публикацию в формате PDF9.4: Ковалентная связь и орбитальное перекрытие
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 21754
Цели обучения
- Описать образование связей в простых соединениях с использованием теории валентных связей.
Хотя модель VSEPR представляет собой простой и полезный метод качественного предсказания структуры широкого круга соединений, она не безошибочна. Он предсказывает, например, что H 2 S и PH 3 должны иметь структуру, подобную структурам \(\ce{h3O}\) и \(\ce{Nh4}\) соответственно. Фактически, структурные исследования показали, что углы H–S–H и H–P–H более чем на 12° меньше, чем соответствующие валентные углы в \(\ce{h3O}\) и \(\ce{Nh4} \). Еще более тревожным является то, что модель VSEPR предсказывает, что простые галогениды группы 2 (MX 2 ), которые имеют четыре валентных электрона, должны иметь линейную геометрию X-M-X. Вместо этого многие из этих видов, в том числе \(\ce{SrF2}\) и \(\ce{BaF2}\), значительно изогнуты. Для таких систем требуется более сложная обработка соединения. В этом разделе мы представляем квантово-механическое описание связи, в котором связывающие электроны рассматриваются как локализованные между ядрами связанных атомов. Перекрытие связывающих орбиталей существенно увеличивается благодаря процессу, называемому гибридизация , что приводит к образованию более прочных связей.
Введение
Поскольку мы говорили об использовании структур Льюиса для описания связи в ковалентных соединениях, мы очень расплывчато выражались в нашем языке о фактической природе самих химических связей. Мы знаем, что ковалентная связь предполагает «обмен» парой электронов между двумя атомами, но как это происходит и как это приводит к образованию связи, удерживающей два атома вместе?
Теория валентной связи введена для описания связи в ковалентных молекулах. В этой модели считается, что связи образуются в результате перекрытия двух атомных орбиталей на разных атомах, причем каждая орбиталь содержит один электрон. При рассмотрении простых неорганических молекул, таких как H 2 или HF, нашего нынешнего понимания s- и p-атомных орбиталей будет достаточно. Однако для объяснения связи в органических молекулах нам потребуется ввести понятие гибридных орбиталей 9. 0066 .
Пример: молекула H
2Простейшим случаем для рассмотрения является молекула водорода H 2 . Когда мы говорим, что два электрона от каждого из атомов водорода являются общими для образования ковалентной связи между двумя атомами, в терминах теории валентных связей мы имеем в виду, что две сферические орбитали 1 s перекрываются, позволяя двум электронам образуют пару внутри двух перекрывающихся орбиталей. Проще говоря, можно сказать, что теперь оба электрона проводят больше времени между двумя ядрами и, таким образом, удерживает атомы вместе. Как мы увидим, ситуация не так проста, потому что электронная пара должна по-прежнему подчиняться квантовой механике, то есть два электрона теперь должны занимать общих орбитальных пространств . Это будет основным принципом теории валентных связей.
Эти два электрона теперь притягиваются к положительному заряду обоих ядер водорода, в результате чего они служат своего рода «химическим клеем», удерживающим два ядра вместе.
Как далеко друг от друга два ядра? Это очень важный вопрос для рассмотрения. Если они находятся слишком далеко друг от друга, их соответствующие орбитали 1 s не могут перекрываться, и, таким образом, не может образоваться ковалентная связь — они по-прежнему представляют собой всего лишь два отдельных атома водорода. По мере того, как они сближаются все ближе и ближе друг к другу, начинает происходить перекрытие орбит, и начинает формироваться связь. Это снижает потенциальную энергию системы, так как между ядром одного атома и электроном второго становятся возможными новые, притягивающих положительно-отрицательных электростатических взаимодействий. Однако одновременно с этим происходит и другое: по мере сближения атомов отталкивающее положительно-положительное взаимодействие между двумя ядрами также начинает возрастать.
График увеличения энергии в зависимости от увеличения межатомного расстояния. Если двое слишком близко, возникает отталкивание, если двое слишком далеко, притяжения нет.

Сначала это отталкивание более чем компенсируется притяжением между ядрами и электронами, но в определенный момент, по мере сближения ядер, силы отталкивания начинают побеждать силы притяжения, и потенциальная энергия системы быстро возрастает. Когда два ядра находятся «слишком близко», возникает очень нестабильная ситуация с высокой энергией. Существует определенное оптимальное расстояние между ядрами, при котором потенциальная энергия минимальна, а это означает, что объединенные силы притяжения и отталкивания в сумме составляют наибольшую общую силу притяжения. Это оптимальное межъядерное расстояние составляет длина связи . Для молекулы H 2 это расстояние составляет 74 x 10 -12 метров, или 0,74 Å (Å означает ангстрем, или 10 -10 метров). Точно так же разница в потенциальной энергии между самым низким состоянием (при оптимальном межъядерном расстоянии) и состоянием, в котором два атома полностью разделены, называется энергией связи . Для молекулы водорода эта энергия равна примерно 104 ккал/моль.
Каждая ковалентная связь в данной молекуле имеет характерную длину и прочность. Как правило, одинарные углерод-углеродные связи имеют длину около 1,5 Å (Å означает ангстрем, или 10 -10 метров), в то время как двойные связи углерод-углерод составляют около 1,3 Å, двойные связи углерод-кислород составляют около 1,2 Å, а связи углерод-водород находятся в диапазоне 1,0-1,1 Å. Прочность большинства ковалентных связей в органических молекулах варьируется от чуть менее 100 ккал/моль (например, для связи углерод-водород в этане) до почти 200 ккал/моль. Вы можете обратиться к таблицам в справочниках, таких как CRC Handbook of Chemistry and Physics, за обширными списками длин связей, сил и многих других данных для конкретных органических соединений.
Шарики и пружины
Хотя мы склонны говорить о «длине связи» как об определенном расстоянии, неправильно представлять ковалентные связи как жесткие палочки неизменной длины — скорее, лучше представлять их как пружины , которые имеют определенную длину в расслабленном состоянии, но могут сжиматься, растягиваться и сгибаться. Эта «пружинящая» картина ковалентных связей станет очень важной, когда мы изучим аналитический метод, известный как инфракрасная (ИК) спектроскопия.
Теория валентных связей: подход к локальной связи
Вы узнали, что когда два атома водорода приближаются друг к другу с бесконечного расстояния, энергия системы достигает минимума. Эта область минимальной энергии на энергетической диаграмме соответствует образованию ковалентной связи между двумя атомами на расстоянии H–H, равном 74 пм (рис. \(\PageIndex{1}\)). Согласно квантовой механике, связи между атомами образуются потому, что их атомные орбитали перекрываются, причем в каждой области перекрытия находится максимум двух электронов с противоположным спином , в соответствии с принципом Паули. В этом случае связь между двумя атомами водорода образуется, когда однократно занятая атомная орбиталь 1 s одного атома водорода перекрывается с однократно занятой атомной орбиталью 1 s второго атома водорода. Плотность электронов между ядрами увеличивается из-за этого перекрытия орбит, что приводит к локализованной связи электронных пар (рис. \(\PageIndex{1}\)).
Хотя структуры Льюиса и VSEPR также содержат локализованные связи электронных пар, ни в одном описании не используется атомно-орбитальный подход для прогнозирования стабильности связи. Это формирует основу для описания химической связи, известной как теория валентной связи, которая построена на двух предположениях:
- Сила ковалентной связи пропорциональна степени перекрытия между атомными орбиталями; то есть чем больше перекрытие, тем стабильнее связь.
- Атом может использовать различные комбинации атомных орбиталей, чтобы максимизировать перекрытие орбиталей, используемых связанными атомами.
На рисунке \(\PageIndex{2}\) показана связь электронной пары, образованная перекрытием двух атомных орбиталей нс , двух атомных орбиталей нп и нс и нп орбиталей, где n = 2. Обратите внимание, что перекрытие связей происходит, когда взаимодействующие атомные орбитали имеют правильную ориентацию (указывают друг на друга) и находятся в фазе (обозначены цветами на рисунке \(\PageIndex{2}\)) .
Максимальное перекрытие происходит между орбиталями с одинаковой пространственной ориентацией и близкими энергиями.
Рисунок \(\PageIndex{2}\) : Три различных способа образования связи электронной пары. Связь электронной пары может быть образована перекрытием любой из следующих комбинаций двух однократно занятых атомных орбиталей: двух атомных орбиталей нс (а), нс и нп атомных орбиталей (б) и две атомные орбитали np (в), где n = 2.
Давайте рассмотрим облигации в BeH 2 , например. Согласно модели VSEPR BeH 2 представляет собой линейное соединение с четырьмя валентными электронами и двумя связями Be–H. Его связь также может быть описана с использованием атомно-орбитального подхода. Бериллий имеет электронную конфигурацию 1 s 2 2 s 2 электронов, а каждый атом H имеет электронную конфигурацию 1 s 1 электронов. Поскольку атом Be имеет заполненную подоболочку 2 90 144 s 90 145 , у него нет однократно занятых орбиталей, доступных для перекрытия с однократно занятыми 1, s орбиталей на атомах H. Если бы однократно занятая орбиталь 1 90 144 с 90 145 на водороде перекрывалась с заполненной орбиталью 2 90 144 с 90 145 на бериллии, результирующая связывающая орбиталь содержала бы 90 144 три 90 145 электронов, но максимально допустимое квантовой механикой число равно 90 144 двум 90 145 . Как же тогда бериллий может соединиться с двумя атомами водорода? Один из способов состоит в том, чтобы добавить достаточно энергии, чтобы возбудить один из его 2 90 144 s 90 145 электронов на пустую 2 90 144 p 90 145 орбиталь и изменить его вращение, в процессе, называемом продвижением:
Основное состояние бериллия имеет одну электронную пару на 2s-орбитали. Возбужденное состояние бериллия забирает один из электронов с 2s-орбитали и перемещает его на 2p-орбиталь.
В этом возбужденном состоянии атом Be будет иметь две однократно занятых атомных орбитали (2 s и одну из 2 p орбиталей), каждая из которых может перекрываться с однократно занятой 1 s орбиталью H атом с образованием связи электронной пары. Хотя это дало бы \(\ce{Beh3}\), две связи Be–H не были бы эквивалентны: 1 9Орбиталь 0144 s одного атома водорода будет перекрываться с орбиталью Be 2 s , а орбиталь 1 s другого атома водорода будет перекрываться с орбиталью другой энергии, орбиталью Be 2 p .