Двутавровые деревянные балки своими руками

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.

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.
Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

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.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

  Цена

Стоимость деревянного перекрытия зависит от того, из какого материала будет брус и обрезная доска для устройства деревянных перекрытий в доме, а также деревянных полов по лагам – лиственница или сосна, а также класса используемой древесины.

Цена работ по устройству деревянного перекрытия и настила чернового пола с теплоизоляцией будет следующая:

ИТОГО: стоимость всех работ по монтажу деревянных перекрытий с устройством черновых полов, теплоизоляции, пароизоляции и гидроизоляции составляет — 840 руб/м2

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Читайте также:  Какой нужен брус для перекрытия?

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

 Диаметр,  мм

Площадь поперечного сечения, см2, при числе стержней

Масса 1 пог.м, кг

 Диаметр,  мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Проволочная и стержневая арматура

3

0.5

3

4

0.5

1

4

5

5

6

1.7

6

7

7

8

8

9

9

10

5.5

10

12

12

14

12.3

14

16

16

18

12.7

17.8

22.9

18

20

15.7

22

20

22

7.6

11.4

15.2

19

22

25

25

28

43.1

28

32

56.3

32

36

36

40

37.7

75.4

113.1

40

45

45

50

50

55

118.8

55

60

60

70

192.4

70

80

80

Семипроволочные канаты класса К-7

4.5

4.5

6

0.9

6

7.5

7.5

9

9

12

12

15

9.9

15

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Основные характеристики двутавровых балок

Деревянные двутавровые балки обладают основными преимуществами – прочностью, жесткостью и способностью выдерживать большие нагрузочные объемы

Деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками или выполненные при помощи заводского оборудования, обладают такими основными преимуществами – прочностью, жесткостью и способность выдерживать большие нагрузочные объемы. Если правильно выдержать все нормы и требования к монтажным работам, то можно добиться такого результата, при котором отсутствуют скрипы и прогибы балочных элементов. Многочисленные отзывы подтвердили качество такого материала.

В условиях заводского производства балки изготавливаются в соответствие всем нормам и с использованием специализированного оборудования. После их изготовления каждое изделие получает сертификат качества. Такие изделия обычно имеют небольшую массу, поэтому монтажный процесс для них намного упрощен. В основе установки лежит стыкуемый механизм, поэтому выполнить сопряжение можно самостоятельно. Плюс к этому следует выделить основные преимущественные характеристики материала:

Основные характеристики двутавровых балок
  • Изделия имеют небольшую массу до 40 кг, что способствует снижению нагрузки на основание дома;
  • Качество материала исключает возможные деформации и рассыхания, поэтому эксплуатационный период выше, чем у дерева;
  • Сращенный механизм балок не поддается процессу коррозии, как металлические компоненты;
  • Низкий уровень тепловой проводимости, повышает энергетическую сберегаемость дома. Поэтому расчет затрат на отопление покажет вам меньшие данные.
  • Если деталь изготовлена при помощи заводского оборудования, то она уже обработана специальными веществами, защищающими ее от насекомых и огня. Однако если вы балку своими руками, то следует дополнительную обработку выполнить самостоятельно.

Внимание! Конструкционные особенности двутавровых деталей позволяют провести коммуникации в их стенах. Таким образом, можно сэкономить площадь комнат.

Следующий шаг — накат

Очень важным этапом в строительстве перекрытия является накат. Чтобы правильно его укрепить, к балкам прибиваются бруски (5×5 см).

Пластины нужно плотно подогнать между собой, а между отдельными досками не должны оставаться щели. Нижняя поверхность подшивки обязательно должна быть в одной плоскости с балками.

Доски (20-25 мм), крепятся гвоздями (под углом). При сооружении наката доски можно заменить на гипсошлаковые, фибролитовые и другие легкобетонные плиты. Дополнительно такие плиты повышают огнеустойчивость конструкции. На уже прикрепленные доски (плиты) ложится слой толя или рубероида и заделывается утеплителем. Для этого можно использовать шлак, опилки или минеральную вату. Вид утеплителя, а также его толщину нужно определять в соответствии с наружной температурой воздуха.

Следующий шаг — накат

Делаем накат и застилаем доской 25*150…

Читайте также:  Как сделать утепление пола в бане с максимальной эффективностью

Верх балок застилается слоем рубероида. Если балки имеют редкое расположение, то можно накладывать специальные лаги. Они не являются обязательным элементом и их наличие определяется мастером.

При сооружении перекрытий между комнатой и крышей, а также цокольных перекрытий некоторые элементы будут лишними. Например, в чердачном можно обойтись без лаг и чистого пола, а в цокольном отсутствует подшивка. Делая цокольное перекрытие можно по всему полу простелить шар рубероида, а в качестве засыпки использовать щебень или гравий.

Основные требования к балкам перекрытия

  1. Балки изготавливают из древесины хвойных деревьев: она обладает достаточной прочностью. Влажность материала не должна превышать 14%: превышение этого параметра может стать причиной прогиба лаг под нагрузкой.
  2. Не допускаются пороки древесины, такие как синюшность, поражение плесенью, насекомыми-вредителями и грызунами.
  3. Перед укладкой балки обрабатывают антисептическим составом.
  4. Балка будет устойчива к изгибу, если ее стороны имеют соотношение по размерам как 7:5 (для брусьев).
  5. Прочность на изгиб определяется высотой лаг: чем больше значение этого параметра – тем большую нагрузку без прогиба выдержит балка.
  6. Чтобы перекрытие оставалось ровным даже под воздействием нагрузки, следует вытесать строительный подъем. Потолок нижнего яруса в этом случае будет иметь небольшой подъем в центральной части, но с увеличением нагрузки на перекрытие, он выровняется.
  7. При частой укладке лаг брусья и бревна допускается заменять досками, уложенными на ребро.
  8. Расход древесины будет более экономичным при изготовлении балок толщиной 50 и высотой 150… 180 мм. Ширина шага укладки при этом должна быть 400… 600 мм (это удобно для укладки плит утеплителя).
Основные требования к балкам перекрытия

В заключение – видеоурок с подробным изложением методики расчета балок перекрытия и других конструкционных элементов.

Увеличение сечения

Для этого используют накладки из древесины. Применяют доски и брус. Сечение подбирают в зависимости от степени повреждения и планируемой нагрузки. Стоит отметить, что наращивание сечения по бокам не эффективно. Чтобы это понять, достаточно взглянуть на формулы, по которым рассчитывают элементы. Ширину в этих вычислениях берут в первой степени, а высоту — во второй. При увеличении размеров в 2 раза в первом случае, несущая способность удваивается, а во втором — возрастает вчетверо.

Стягивание существующей балки с накладкой болтами, скобами или шпильками. Профессиональные мастера предпочитают последний вариант. При закручивании гаек обязательно используют шайбы, чтобы не повредить древесину. Между металлическими деталями и деревом предусматривают слой изоляции, например, Техноласт ЭПП. Поврежденный участок перед выполнением работ обрабатывают антисептиком.

Расчет нагрузки на деревянные двутавровые балки

Определять сечение двутавровой балки для перекрытия приблизительно недопустимо. Рекомендуется для расчетов обратиться к специалисту. Полагаться на готовую документацию не следует: она включает множество поправок и обновлений, которые далеко не всегда имеются в свободном доступе.

Рассчитать самостоятельно габариты разрешается только в том случае, когда речь идет, например, о деревянной двутавровой балке для опалубки или перекрытия подсобного помещения, причем небольшой площади. В этих случаях риск обрушения и деформации невелик.

При этом нужно выполнять следующие рекомендации:

Расчет нагрузки на деревянные двутавровые балки
  • если речь идет о нежилом чердаке, то постоянную нагрузку определяют в пределах 50 кг/кв. м, а эксплуатационную – в пределах 90 кг/кв, отсюда общая нагрузка на перекрытие составляет порядка 130 кг/кв. м, а учитывая необходимый запас прочности, ее увеличивают до 150 кг/кв. м;
  • если чердак будет часто использоваться, например, в качестве мастерской, то эксплуатационная нагрузка перекрытия возрастает до 195 кг/кв. м, а общая достигает 245 кг/кв. м, с учетом запаса прочности – до 250 кг/кв. м;
  • если чердак преобразуется в мансарду, это предполагает больший вес пола и перегородок за счет отделки, кроме этого, в жилой комнате появляется мебель, соответственно, суммарная нагрузка увеличивается до 300 кг/кв. м;
  • если речь идет о межэтажном перекрытии, нагрузку для него считают максимальную – не менее 420 кг/кв. м.
Читайте также:  Почему нельзя резать штробы в плитах перекрытия

Затем следует определить длину балки для перекрытия и необходимую частоту расположения. Как правило, для межэтажного перекрытия или чердачного показатель составляет 50 см. В таблице подбора сечения двутавровой балки находят величину пролета и выбирают изделие допустимого сечения.

Важно! Такое определение является приблизительным, так как таблица не учитывает особенностей конкретного здания и используемых материалов.

Порядок расчета деревянных балок

Перед тем, как проводить монтаж деревянного перекрытия, необходимо провести расчеты, в которых определить количество и размеры балок. Для этого необходимо:

  • определить длину пролета, на которые они будут устанавливаться;
  • рассчитать возможную нагрузку, которую они будут нести после монтажа;
  • имея указанные данные, провести расчет сечения балок и шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого используются специальные таблицы и программы.

Удлинение деревянных балок перекрытия

Длина балок складывается из длины пролета, который необходимо перекрыть, и запаса балки, который будет вмонтирован в стену. Пролет можно узнать при помощи любого измерительного приспособления. Запас балок, который будет монтироваться в стену, зависит от материала, из которого стена изготовлена.

Важно!

Если здание построено из кирпича, то запас для балок из доски должен составлять не меньше 10 см и не меньше 15 см для балок, изготовленных из бруса. В деревянных строениях выполняются специальные пазы, глубиной от 7 см и больше, для укладывания балок. Если балки служат основой для стропил крыши, то их изготавливают на 4-6 см длиннее пролета.

Наиболее используемый пролет, который перекрывается балками составляет от 2.5 до 4 метров. Наибольшая длина балок, изготовленных из бруса или доски, не может превышать 6 метров. Если длина пролета превышает этот размер, то рекомендуется монтаж балок из клееного бруса. Помимо этого, для перекрытия пролетов, который больше 6 метров, можно установить деревянную ферму.

Стропильные фермы кровли

Нагрузка, которую несет деревянная балка, состоит из массы деталей пролета (балок, внутреннего наполнения, обшивки потолка и пола) и массы временных элементов (мебель, бытовая техника, присутствующие в помещении люди).

Двутавровые балки перекрытия

Точные расчеты несущей способности балок обычно выполняются специализированными организациями. При самостоятельном выполнении расчета применяется следующая система:

  • чердачное перекрытие с подшивкой, в котором утеплителем является минеральная вата, несет постоянную собственную нагрузку 50 кг на квадратный метр. При такой нагрузке, согласно стандартам СНиП, нормативная нагрузка будет составлять 70 кг на квадратный метр при коэффициенте запаса прочности 1,3. Узнать общую нагрузку не составляет труда: 1,3х70+50=130 килограмм на квадратный метр;
  • если в качестве утеплителя используется более тяжелый материал, чем вата, или в качестве подшивки применялись толстые доски, то нормативная нагрузка будет составлять 150 кг на квадратный метр. И общая нагрузка будет иметь другое значение: 150х1,3+50=245 кг на квадратный метр;
  • если расчет проводится для мансардного помещения, то учитывается вес материала, из которого положен пол, и предметов, находящихся в мансарде. Нагрузка в этом случае будет составлять 350 кг на квадратный метр;
  • в случае, когда балки выполняют функцию межэтажных пролетов, величина расчетной нагрузки составляет 400 кг на квадратный метр.

Расчет деревянных балок перекрытий

Крепление стропил к балкам перекрытия — нюансы опирания стропильной системы

Классическая стропильная система опирается на мауэрлат, который передает нагрузку на стены. Однако в некоторых случаях возникает необходимость передать нагрузку на балки перекрытия. Если вы собираетесь монтировать крышу самостоятельно, рекомендую разобраться, как осуществляется крепление стропил к балкам перекрытия и для чего вообще выполняется такой способ монтажа.

Крепление стропил к балкам перекрытия — нюансы опирания стропильной системы

Стропильные ноги можно уложить не только на балки, но и мауэрлат