Деревянные двутавровые балки межэтажного перекрытия

От прочности и выносливости несущих конструкций зависит не только срок службы постройки, но и безопасность людей. Именно поэтому при проектировании зданий и сооружений особое внимание уделяется расчету балочных систем.

Выбор материалов

Деревянные балки – понятие обобщенное. Для изготовления двутавра используется не только цельная древесина, но и изделия на ее основе (плитные, листовые, слоеные, прессованные и так далее).

Опорные части балки

Только брус. Благодаря правильной геометрии такие заготовки – один из лучших выборов для производства балок двутавровых. Другое дело – какой именно брус? Так как для опорного элемента первоочередное значение имеет прочность, то лучше ориентироваться не на профилированные заготовки, а на клееные. Разница между ними хорошо изложена здесь.

Отдельно следует остановиться на породе дерева. На эту тему рассуждать можно много, описывая плюсы и минусы той или иной древесины.

Выбор материалов

Стойка балки

Если собирать двутавр своими руками, то лучшее решение (хотя и не единственное) – плиты OSB или листы фанеры (многослойной). Здесь необходимо учитывать, о каком именно перекрытии идет речь. Если нагрузка незначительная, то можно обойтись более дешевыми листами ФК. Для возведения массивных конструкций однозначно – плиты ориентировано-стружечные, так как они намного прочнее.

Рекомендация простая – если речь идет о монтаже перекрытий или иных конструктивных элементов в жилом строении, то при выборе клея для древесины следует обратить пристальное внимание на его компонентный состав. Чем меньше токсичных веществ, тем лучше. Такие клеи имеют в маркировке обозначение ECO.

Первое, что можно узнать из положений стандарта – это классификация.

Согласно ГОСТ 4981-87, балки могут быть выполнены из цельной доски или цельного бруса, либо из клеёных пиломатериалов. При этом разработчики предлагают выделять несколько видов деревянных балок ещё и от наличия черепных брусков. Например, БЦ1 – балка цельная с одним бруском черепным, или БК2 – балка клееная с двумя брусками. БК0, БЦ0 – изделия без брусков.

Все балки в зависимости от химической обработки относятся, либо к имеющим защиту только от биологических поражений (антисептики), либо с комбинированной защитой от биоразрушения + с противопожарной защитой (антисептик + антипирен). То есть, обработка антисептирующим составом обязательна в любом случае, а огнезащита наносится на балки перекрытия по необходимости.

ГОСТ содержит чертежи и таблицу, где указана стандартная геометрия балок, их сечение и длина. Самой ценной тут можно считать информацию о предельных допустимых отклонениях в геометрических размерах. Например, для изделий без черепных брусков допуск составляет до 2 миллиметров, а для балок с двумя брусками – плюс/минус 6 мм по любой из сторон. Изгиб кромок балки длиной до 3,7 может составлять 5 мм, изделия более 3,7 метров длиной могут иметь искривление кромок до 8-ми миллиметров. Отклонение от прямоугольности между смежными пластями и кромками ограничивается 3-мя миллиметрами на любую из сторон балки.

В разделе «характеристики» документ содержит данные о допустимых видимых пороках и дефектах. К таковым относятся: сучки, трещины, обзол, коробления… В ГОСТ 4981-87 указывается, что для изготовления балки может без проблем использоваться хвойный пиломатериал II сорта (а также второсортный обрезной пиломатериал из осины и ольхи), с присущими им пороками и дефектами обработки. Тогда как черепные бруски могут быть изготовлены из рейки/бруска III сорта, в том числе из лиственных пород. Заметим, что есть ряд более жёстких ограничений для дефектов, которые находятся зоне торцов балки, в частности по сквозным трещинам и по сучкам.

Важно! Несущая способность заявлена как основное рабочее свойство деревянной балки перекрытия. Но конкретных данных тут не даётся, вместо этого предлагают использовать СНиП II-25.

Отдельное внимание уделено приемлемой влажности используемых пиломатериалов. Для создания цельной балки процент влажности заготовки не может превышать 20%, а для клееного бруса или доски – пределом будет 15 процентов.

Даны в госстандарте рекомендации по защите древесины. Главной задачей обработки является консервация конструктивного элемента, с целью обеспечить ему гарантированный срок службы без ремонта до 50 лет. Перечислены даже некоторые типы составов для пропитки, которые, между тем, являются несколько устаревшими на фоне современной огнебиозащиты, фирмы НОРТ.

Конце основной части ГОСТа можно найти разделы по:

  • Требованиям к транспортировке и хранению деревянных балок.
  • Нюансам приёмки изделий.
  • Методике контроля и актуальным смежным ГОСТам.
  • Принципам маркировки изделий.

Полезной для застройщика и инженера будет информация из Приложения, где справочно (в виде чертежей) указаны примеры использования деревянных балок в разных строительных конструкциях.

</p

Плюсы и минусы двутавровых деревянных балок

Плюсы

  • Высокие прочностные характеристики на изгиб.
  • Относительно небольшой вес что очень важно при нагрузке фундамента.
  • Уменьшение сроков строительства.
  • Экологичность.
  • Монтаж балок производится без помощи тяжелой строительной техники.
  • Удобство прокладки коммуникаций в нишах балки.
  • Низкая теплопроводность.
  • Широкий диапазон размеров.
  • Сохранение первоначальной формы при длительном сроке эксплуатации.
  • Возможность обработки антисептиком.
  • Длительный срок службы.

Минусы

К минусам можно отнести довольно высокую стоимость, особенно если учесть что двутавровых балок для межэтажных перекрытий необходимо много.

Читайте также:  Крепление стропил к мауэрлату — разбираемся в процессе

Как сделать деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками — пошаговая инструкция

Такие опорные элементы широко применяются в строительной сфере, особенно при обустройстве различных перекрытий. В продаже имеется несколько вариантов двутавровых балок, в производстве которых используется «чистая» древесина и материалы на ее основе. Средняя цена – 230 руб/п.м. – довольно приемлемая для большинства индивидуальных застройщиков.

Но есть ряд вопросов, которые наводят на мысль – а не проще ли изготовить деревянный двутавр своими руками? Во-первых, не возникнет проблемы с его транспортировкой, во-вторых, с подгонкой по месту установки. Ведь придется довольствоваться лишь тем, что предлагает рынок.

Как организовать самостоятельное «производство» деревянных двутавровых балок, что учесть – тема предлагаемой статьи.

Объяснять читателю отдельные нюансы изготовления балок двутавровых бессмысленно. Например, как сделать своими руками пазы для установки стоек. У каждого хозяина свой инструмент (цепная пила, фрезы или иное) и методика.

Но несколько замечаний общего плана лишними не будут:

  • Даже для перекрытий один и тот же двутавр использовать не стоит. Необходимо сделать точный расчет нагрузок. Деревянные балки имеют небольшой вес, но вот какой они сами способны выдержать? Поэтому если сборка и ведется своими руками, то определение оптимальных параметров двутавровой опоры лучше доверить профессионалу.
  • Перед началом «конструирования» все образцы из древесины следует высушить. Еще неизвестно, где и при каких условиях материал хранился до того, как был куплен. Несоблюдение этой рекомендации может привести к тому, что смонтированная двутавровая балка через некоторое время деформируется.

Выбор материала

Понятие древесина – общее. Что именно целесообразно использовать при изготовлении своими руками двутавровых балок?

Немаловажен и вопрос о породе. Наиболее проблемная часть любого сруба – нижний венец. Его нужно было максимально оградить от воздействия влаги. Поэтому для него всегда брали лиственницу. Это дерево, в отличие от других хвойных пород, содержит не просто смолу, а особую. Она придает материалу уникальные свойства. Например, при намокании древесина становится только прочнее. Ну а что именно использовать – на усмотрение домашнего мастера.

Практика малоэтажного строительства показывает, что наиболее используемые типоразмеры двутавровых балок следующие:

Как сделать деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками — пошаговая инструкция

Остается добавить, что минимально допустимое сечение бруса (мм) – 35 х 25. И это лишь для опалубки. Если использовать такой двутавр в качестве перекрытия, то заготовки придется монтировать как можно плотнее, а это – повышенный расход древесины. Следовательно, брус необходимо брать большего сечения.

Стойка

Основных вариантов два – из многослойной фанеры или ОСВ. Хотя в продаже встречаются двутавровые балки и других исполнений, для изготовления своими силами лучше ориентироваться на эти материалы. Предпочтительнее ОСВ, так как они обеспечат большую прочность и долговечность конструкции благодаря особому структурному составу и технологии производства.

Как правило, на это мало кто обращает внимание. Хотя все клеи отличаются друг от друга, в том числе, и токсичностью. Вот это и следует учесть. При выборе средства нужно ознакомиться с его составом, особенно если предполагается монтаж перекрытий из двутавровых балок в жилом строении. Рекомендация простая – чем меньше «химии», тем лучше.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

  1. После подготовки брусьев в них делаются выпилы для последующей установки стойки. Она должна располагаться строго вертикально, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).
  2. Каждая плита перед использованием тщательно осматривается. Малейший дефект (а он скажется на несущей способности двутавровой балки) – причина для отбраковки. Кромки отобранных плит немного скашиваются, чтобы образцы лучше входили в пазы.
  3. Выпилы в брусьях промазываются клеящим составом; в нижний вставляется стойка, после чего накладывается верхний и прижимается.
  4. Сборка оставляется в таком положении до полного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по применению состава.

Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно обеспечить отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), до полного отвердевания клея.

И только после этого деревянную балку-двутавр  можно использовать для обустройства перекрытия.

Процесс изготовления опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не представляет. Работа, выполненная своими руками, экономит и время, и деньги. Но это оправдано лишь в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. Если нет полной уверенности, что это получится сделать самостоятельно, рисковать не стоит. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может служить оправданием нарушению проектных параметров.

Советы

Необходимо знать, что система пола по деревянному двутавровому перекрытию произведена из надлежащих составляющих:

  1. Основа или перекрытие по соответствующим опорам.
  2. Стяжка – разглаживающий слой (применяют бетон, гипсобетон, цементно-песчаные консистенции и так далее).
  3. Подстилающий слой («подготовка») используется в системах полов, укладываемых по грунту. В междуэтажных конструкциях предварительным слоем выступает накат перекрытия.
  4. Покрытие или «чистый» пол. В зависимости от применяемого материала напольное покрытие может быть дощатым, плиточным, паркетным, линолеумным и другим.

Качество полов с использованием деревянного двутаврового перекрытия является более высоким.

Использование такого вида балок в перекрытиях гарантирует более жесткую и крепкую систему полов, улучшая их высококачественные свойства.

Более высокое качество перекрытий достигается за счет:

  • использования усовершенствованных материалов для изготовления двутавровых балок;
  • применения особенного дизайна и улучшенной системы брусьев, позволяющих снизить пульсацию полов;
  • использования высококачественных материалов для настила «чернового» основания, обеспечивающих нужную жесткость и недоступность скрипа;
  • применения испытанных крепежных составляющих при установке;
  • работы высококвалифицированных специалистов, осуществляющих установку перекрытий.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:FacebookTwitterВконтактеОдноклассникиGoogle+Что еще почитать по теме?

  • Плюсы и минусы инфракрасного тёплого пола
  • Что собой представляют и какие бывают маты для водяного теплого пола
  • Лаги для пола: цена и монтаж

Введение

Балка представляет собой горизонтальный несущий механизм, применяемый в различных сооружениях, который обладает двумя и более точками опоры. Если балка используется для перекрытия одного пролета и имеет две точки опоры, то называется разрезной. Многопролетная балка, перекрывающая более одного пролета и имеющая несколько опор, называется неразрезной.

Читайте также:  Как и чем заделать швы на потолке между плитами

Балки применяются в машиностроении и строительстве как конструктивный элемент в форме бруса из стали, дерева и железобетона, работающий на изгиб. Балки из дерева употребляются в монолитном строительстве совместно с алюминиевой или железной опалубкой, которая бывает несъемной либо скользящей.

Существует несколько их видов. Они классифицируются в зависимости от назначения, толщины полок и стенок, от нахождения граней полок, от способа производства и от технических характеристик.

  • Балки бывают:
  • · выполненные из широкополочных двутавров;
  • · сварные балки из листового проката;
  • · двутавровые балки переменного сечения.

Уже давно и широко используется в строительстве двутавровые балки. Кроме того, двутавровая может выступать и как элемент дизайнерского оформления помещения. На сегодняшний день существует несколько видов двутавровых балок. Они могут быть изготовлены из металла или дерева, каждые из которых обладают определенными свойствами.

Анализ конструкции изделия «Двутавровая балка»

Двутавры — основной балочный профиль — имеют наибольшее разнообразие по типам, которые соответствуют определенным областям применения.

Балки двутавровые обыкновенные (ГОСТ 8239-89) как и швеллеры, имеют уклон внутренних граней полок и обозначаются номером, соответствующим их высоте в см. В сортамент входят профили от № 10 до № 60.

Стенки у крупных двутавров имеют минимальную толщину и по условиям устойчивости достигают 1/55 высоты двутавра. Чем тоньше стенка, тем выгоднее сечение балки при работе ее на изгиб.

Однако по условиям технологии прокатки у большинства двутавров стенки получаются значительно толще, чем это требуется по условию их устойчивости.

Благодаря сосредоточению материала в полках двутавры имеют большую жесткость относительно оси x, но небольшая ширина полок делает их малоустойчивыми относительно оси y. Двутавры применяются в изгибаемых элементах (балках), а также в ветвях решетчатых колонн и различных опор, где для их устойчивости применяются составные сечения.

Балки двутавровые широкополочные (ГОСТ 26020-81) имеют параллельные грани . Широкополочные двутавры прокатываются трех типов: нормальные двутавры (Б), широкополочные двутавры (Ш), колонные двутавры (К).

Высота балочных профилей (Б) достигает 1000 мм, (Ш) — 700 и (К) — 400 мм при отношении ширины полок к высоте от (при малых высотах) до (при больших высотах).

Колонные профили (К) имеют отношение ширины полок к высоте, близкое 1:1, что придает им устойчивость относительно оси y.

Конструктивные преимущества (параллельность граней полок и мощность сечений) позволяют применять широкополочные двутавры в виде самостоятельного элемента (балки, колонны, стержни тяжелых ферм), не требующего почти никакой обработки, что снижает трудоемкость изготовления конструкций в 2-3 раза.

Из широкополочных двутавров путем разрезки стенки в продольном направлении получают тавровые профили (БТ), (ШТ) и (КТ) удобные для применения в решетчатых конструкциях. По мере расширения производства широкополочных двутавров применение обыкновенных двутавров сокращается.

Развитие автоматической сварки создает благоприятные условия для производства сварных двутавров из универсальной стали по определенному сортаменту, что дает возможность пользоваться ими так же, как и прокатными

Изготовление сварных двутавровых балок — это довольно сложный процесс, который состоит из огромного количества этапов. С самого начала происходит — раскрой метала, то есть, металл раскраивается на полосы необходимой длины и ширины. После этого, чтобы улучшить провар происходит разделка кромок на специальном станке.

Дальше производится сборка ранее подготовленных полос — заготовки при помощи крана укладываются на входной конвейер сборочного стана, после этого зажимается при помощи трех комплектов, позиционируется и фиксируется. Последним этапом является сварка балки.

На специальном сварочном станке установлены два комплекта сварочных головок, которые перемещаются сквозь портал и с одновременным движением изделия по рельсам происходит проверка при помощи лазерной системы слежения, которая следит за качеством сварки, за тем, чтобы не было пропусков, чтобы не снизить надежность конструкции.

После процесса сварки под флюсом на специальном оборудовании идет правка грибовидности , торцевание фрезой и сверловка на 3D станках с ЧПУ.

После того, как двутавровая балка готова — наступает этап очистки при помощи дробеструйной установки. При помощи дроби, под разными углами происходит удаление ржавчины, жирового налета, грязи и т.п., чтобы существенно улучшить качество нанесенного лакокрасочного покрытия.

Преимущества и отличия деревянных двутавровых балок в перекрытиях

Перед тем как рассказать о преимуществах и области их использования, хотелось бы отметить, что данная конструкция пришла к нам из-за рубежа, где в коттеджном и малоэтажном домостроении уже более 30 лет используют для перекрытий исключительно деревянные двутавровые балки.

Так чем же деревянная двутавровая балка отличается от других видов перекрытий и почему строители за рубежом используют именно ее? Компания «Каркас Комплект» выделила ряд преимуществ, которые помогут нам ответить на этот вопрос:

  1. Двутавровые балки дают возможность перекрыть больший пролет без использования опор. Благодаря своей длине и несущей способности, превосходящей доску или брус, двутавровая балка может перекрыть пролет до 8 метров включительно.
  2. Есть возможность прокладывать скрытые коммуникации внутри перекрытия. Такие, как: электрика, воздуховод, водопровод, канализация.
  3. Вес перекрытия дома снижается за счет малого веса двутавровой балки. Двутавровая балка длиной 6 метров весит от 20 килограммов. Кроме того, благодаря легкости, нет необходимости при монтаже использовать специальное оборудование или тяжелую технику.
  4. Балка проста в монтаже, строителям не требуется обладать специальными навыками, благодаря этому значительно сокращается время строительных   работ.
  5. Деревянные двутавровые балки не меняют форму и не теряют физических свойств под воздействием перепадов температуры и влажности.
  6. Двутавровая деревянная балка дешевле других видов перекрытий. Экономический эффект от её применения составляет от 30 до 400% по сравнению с другими видами материалов.
Читайте также:  Как утеплить межэтажное перекрытие – по полу и потолку

Сравнение двутавровых балок с обычными системами

Ниже приведена таблица сравнения двутавровых балок с обычными системами, применяемыми в малоэтажном строительстве:

Конечно, очевидно то, что наименьшую цену имеет перекрытие из досок, однако необходимость промежуточных опор, обрешёток и периодического ремонта полов зачастую сводит экономию на нет и усложняет эксплуатацию таких перекрытий.

Преимущества и отличия деревянных двутавровых балок в перекрытиях

По сравнению с бетонными, а также металлическими перекрытиями использование перекрытий из двутавровых балок даст возможность значительно снизить стоимость дома уже на этапе подготовки проектно-сметной документации.

Плюсы и минусы деревянных двутавровых балок

В заключении, хотелось бы подытожить и кратко повторить плюсы использования двутавровых балок.

Их применение освобождает строителей от влияния таких факторов как:

  • длительные сроки работ;
  • потребность в тяжелой и специальной технике;
  • значительные транспортные расходы;
  • невозможность работ при низких температурах;
  • большой вес конструкций.

Если у вас возникли какие-либо вопросы или вы хотели бы узнать больше о деревянных двутавровых балках, вы можете проконсультироваться с нашими специалистами по телефону +7 (499) 158-03-43.

Особенности стыковки

В процессе монтажных работах нередко возникает необходимость стыковки двутавров. Соединение двутавровых балок может быть выполнено с помощью сварки, болтового соединения или комбинированным методом.

Стыковка с помощью сварки

Этот метод является наиболее распространенным, поскольку обеспечивает сохранение несущей способности конструкции и требует минимальных трудозатрат.

Способ 1

Торцы двутавров свариваются с металлической прокладкой. При таком способе стыковки разделка сварочных швов, как правило, не производится.

Способ 2

Второй способ предусматривает использование четырех накладок, которые привариваются к наружной плоскости полок и с обеих сторон стенки двутавра. Работы производятся в следующей последовательности:

  1. На торцевой кромке обоих профилей снимается фаска, обеспечивающая качественный провар. Балки тщательно позиционируют и сваривают по всему периметру.
  2. Далее следует заготовить усиливающие накладки, материалом для которых служит конструкционная листовая сталь. Ширина накладок привариваемых к полкам балок должна соответствовать ширине полки. Боковые накладки выкраивают таким образом, чтобы их высота не превышала высоту стенки.
  3. Готовые накладки укладываются непосредственно на сварной шов, фиксируются с помощью струбцин и привариваются со всех сторон. Накладки на стенки двутавра часто изготавливаются в форме ромба, это существенно упрощает проведение сварочных работ.

Поскольку сварные швы являются концентраторами напряжений, соединение двутавровых балок с помощью сварки применяется для балок, работающих в режиме умеренных нагрузок. Кроме, того, катет шва быстро стареет, что приводит к преждевременному разрушению конструкции. Чтобы этого избежать, места стыковки двутавров обрабатываются специальным грунтовочным составом.

Стыковка стальных двутавровых балок с помощью болтов

Этот метод стыковки особенно эффективен при монтаже мобильных конструкций, элементы которых приходится демонтировать и собирать вновь. К преимуществам разъемной стыковки можно отнести следующие факторы:

  • сборка разъемных конструкций не требует высокой квалификации обслуживающего персонала;
  • болтовое соединение не вызывает остаточной деформации профиля, нередко возникающей при проведении сварочных работ;
  • контролировать качество стыковки существенно проще, чем проверять качество сварных швов;
  • болтовые соединения удовлетворительно переносят ударные и вибрационные нагрузки.

К недостаткам такого соединения относятся:

  • необходимость использования дополнительных укрепляющих элементов, что значительно увеличивает трудоемкость и металлоемкость работ;
  • для обеспечения безопасности в процессе эксплуатации необходим постоянный контроль затяжки болтов, в противном случае, крепление может ослабнуть;

крепежные изделия, изготовленные из углеродистых сталей, довольно быстро поддаются коррозионному разрушению.

Комбинированный метод стыковки

Для создания длинномерных двутавровых балок практикуется сочетание болтовых и сварочных соединений. Стыковка проводится в следующем порядке:

  1. Стыкуемые двутавры соединяются, через накладки, крепежными изделиями, из высокопрочных и легированных марок стали.
  2. После установки крепежных изделий свариваются пояса.
  3. Технологические окна закрываются накладками и прокладками из листовой стали.

Для соединения деревянных двутавров могут использоваться металлические, деревянные и композитные накладки на стенки, размещаемые с обеих сторон балки. В роли крепежа применяются болты и винты, реже – саморезы или гвозди.

Принимая во внимание изложенные выше факты, можно сказать, что двутавровая балка является одним из самых востребованных профилей при возведении металлоконструкций. Способность выдерживать значительные механические нагрузки и малый удельный вес двутавра позволяют существенно повысить прочность и снизить металлоемкость конструкции.

Защита балок от влаги и прочих внешних воздействий

Специальная защита от влаги и климатических воздействий балкам перекрытия в деревянном доме не требуется. Все конструкции мансарды, чердачное перекрытие по деревянным балкам, деревянные элементы наружной стены надежно защищены в том случае, если кровля выполнена правильно и не протекает.

Защищать древесину перекрытий специальными средствами требуется только в том случае, если перекрытие располагается над влажной зоной. Это может быть ванная комната, баня, прачечная и любое другое помещение с высокой влажностью. Вентиляция для перекрытий не требуется.

Для защиты любых конструкций достаточно стандартной обработки. Открытые балки или другие виды невентилируемых перекрытий можно обработать лакокрасочными материалами. Специальные химические средства для обработки не нужны.

По сечению

Сечение балок перекрытия может быть следующих типов:

  1. Прямоугольное сечение используется чаще всего, так как подходит для любых перекрытий. В этом случае используется брус (цельный или клееный) различного сечения, от значения которого зависят прочностные показатели. Прямоугольная балка ставится на ребро, чтобы увеличить жёсткость на изгиб.
  1. Круглое или овальное сечение – ошкуренные, оцилиндрованные или профилированные брёвна различного диаметра. Такой материал применяется для обустройства чердачных или мансардных перекрытий в коттеджах. При этом потолок нижнего этажа не подшивается, так как бревно выполняет декоративные функции.

Обратите внимание! Квадратное сечение практически не используется при возведении перекрытий жилых зданий, так как оно меньше всего подходит для данных целей.