Деревянные балки перекрытия двутавровые: способы их устройства

В ряду экзотических строительных решений проекты с деревянными двутавровыми балками стоят особняком. Мы поможем вам узнать главные особенности работы с таким материалом, коснемся вопросов проектирования и сборки межэтажных перекрытий по деревянным двутавровым балкам.

Подробный обзор

Преимущества использования деревянных двутавровых балок

  1. Отличные прочностные характеристики и меньшая степень изгиба при нагрузке делают этот материал идеальным для несущих балок при строительстве.
  2. Уменьшение веса здания, а соответственно, и фундамент можно делать со значительной экономией материалов и трудозатрат.
  3. Сокращение сроков строительства.
  4. Соответствие экологическим стандартам.
  5. Отсутствие необходимости привлечения специальной строительной техники и значительного количества людей.
  6. Прокладка инженерных коммуникаций не составит проблем, без вреда для несущей способности стен.
  7. Низкая теплопроводность материала обеспечит дополнительную экономию теплоносителей.
  8. Влагостойкость благодаря специальным пропиткам.
  9. Широкий ассортимент стандартных размеров.
  10. Сохранение первоначальных габаритов даже при длительной эксплуатации.
  11. Пропитка антисептиком, огнезащитным составом и дополнительной защитой от образования плесени и порчи насекомыми.
  12. Значительный гарантийный срок эксплуатации.

Недостатком деревянных двутавровых балок является значительная стоимость, особенно если учесть, что строительство подразумевает использование довольно значительного количества таких балок. Это можно исправить, если изготавливать балки самостоятельно, в этом случае, затраты на материалы будут несравнимо меньше покупки готовой продукции.

Качественная деревянная двутавровая балка своими руками

Время не стоит на месте, поэтому на смену старым технологиям приходят новые — легкие, практичные и экологически чистые. Деревянная балка была популярна всегда, но лишь в XXI веке пришли к изготовлению двутавра из древесины, что позволило существенно доработать каркасное строительство.

Схема двутавровой балки.

Основные параметры изделия

С каждым новым сезоном этот материал повышает свою популярность. Используется он обычно для каркасного строительства, монтажа полов, перекрытий и перегородок, а также кровли. Специфический вид латинской буквы «I» с брусьями вверху и внизу позволяет осуществлять монтаж достаточно просто и быстро.

Есть несколько преимуществ, благодаря которым двутавровая балка приобрела свою популярность: не гнется, износостойкость, отсутствие реакции на влагу (не гниет), низкая масса и при этом сравнительно невысокая цена, обусловленная пониженным расходом древесины.

Если рассмотреть изделие детально, то можно увидеть, что оно не цельное, а состоит из нескольких элементов. За основу берется ОСП (ориентировано-стружечная плита) либо фанера, блоки снизу и сверху делаются из клееного бруса, а соединено все это при помощи клея по дереву на водной основе. В клееном брусе есть специальные углубления нужной ширины, которые позволяют погрузить в них ОСП, благодаря чему конструкция и приобретает свою высочайшую надежность.

Чертеж двутавровой балки.

В фабричных условиях для такого процесса используется 4 станка:

  1. Фрезеровочный. На таком станке в брусе не только делается продольная траншея, но и производится шлифовка, чтобы потом не ранить кожу при эксплуатации.
  2. Резка ОСП. Работает параллельно фрезеровочному, чтобы к сроку нарезать нужное количество плиты с идеально точными параметрами. Срезы делаются под углом в 45°.
  3. Склейка. На дно траншеи в брусках наносится тонкий слой клея, после чего между 2 брусками вставляется плита, и вся конструкция на выходе прижимается.
  4. Пресс. В зависимости от используемого клея станок удерживает заготовку (0,5-2 мин.) под давлением, после чего прокатывает дальше на окончательную сушку.

Работа проходит с очень большой скоростью, но приобретать такие изделия решаются не все, т. к. при ручном изготовлении цена получается в 1,5-3 раза ниже.

Собственноручная проработка

Инструменты и материалы:

  • брус;
  • рулетка;
  • циркулярная пила;
  • ОСП;
  • клей по дереву;
  • швеллер;
  • хомуты;
  • наждачная бумага.

Тут весь процесс проходит гораздо медленнее, зато и цена существенно падает. Двутавровая балка своими руками изготавливается поэтапно:

Двутавровые балки изготавливаются из из бруса, ОСП и швеллера.

  1. Выбираются бруски. Сечение зависит от предпочтений мастера, но не меньше 35*25 мм. Чем крупнее брусок, тем надежнее конструкция, но и шаг на 2 двутавра при работе придется значительно повышать.
  2. Тут следует выбрать, что использовать — электропилу, бензопилу или стационарную циркулярку. Преимущество цепных пил в том, что они изначально могут проделать траншею в 10-12 мм, но их нужно дополнительно закреплять. К тому же их работа стоит гораздо дороже, чем у циркулярки. При особом желании можно найти фрезы нужной толщины и для циркулярной пилы (стоят немного дороже обычных), после чего можно продолжать работу.
  3. Выставляется глубина борозды (10% от суммарной длины ОСП). При суммарной потере 1\5 длины можно добиться идеальной фиксации.
  4. Нарезаются брусья. На этом же этапе их нужно зашлифовать при помощи шлифмашинки или наждачной бумаги.
  5. На дно траншеи наносится клей, после чего в нее погружается плита. Тут же аналогичный процесс проделывается с еще 1 бруском, и можно прессовать двутавр.
  6. Далеко не в каждом доме есть гидравлический пресс, поэтому можно воспользоваться швеллером, который стягивается при помощи 2 ремней и карабинов (импровизированные хомуты). Такая стяжка двутавра не менее эффективная, чем пресс, хоть и более хлопотная.
Читайте также:  Опирание плит перекрытия на стены

Суммарно на изготовление 1 двутавра уходит до 30 мин. но если делать на поток, то скорость возрастет в несколько раз. Т. е. сначала нарезается, к примеру, 100 балок, которые шлифуются, затем нарезается 50 плит, после чего все это подлежит склеиванию. При такой работе средняя скорость изготовления 1 двутавра может упасть до 8-10 мин. но ни в коем случае не стоит торопиться, чтобы не допустить ошибку.

Подобную работу сможет проделать любой желающий, если есть специальная техника и базовые навыки работы с ней.

Очень важно не забывать про ТБ, чтобы потом экономия на стройматериалах не превратилась в больничные расходы.

Практическое применение балок

Обширное применение деревянных двутавров очевидно из разнообразия их видов и типоразмеров. После обработки огнезащитными или гидрофобизирующими составами балки приобретают дополнительные свойства и становятся пригодными для большинства проектов «сухого ремонта». На них, в частности, можно соорудить неплохой и очень теплый пол, стены, перегородки или стропильную систему.

Практически сразу после монтажа конструкция готова к обшивке гипсокартоном. Помимо ГКЛ не возбраняется использовать гипсовую штукатурку, дранку и цементную штукатурку либо любой из видов сайдинга.

Для примера рассмотрим процесс сборки простого межэтажного перекрытия с наполнителем из минеральной ваты высокой плотности (120–140 кг/м3) толщиной 250 мм с допустимой нагрузкой в 400 кг/м2 и длиной пролета 8 метров.

Выбор сечения и шага несущих балконных балок исходя из максимально возможной длины выступа деревянного балкона

Максимальная длина выступающей части деревянного балкона зависит от сечения и шага балконных балок, а также от типа балконного пола и климатических условий. См. табл. 23 и 24. Расчет несущих конструкций выступающих балконов производится согласно еврокоду EN 1995-1-1 «Проектирование деревянных конструкций», одобренному для применения в качестве альтернативного стандарта.

Табл. 23 Максимальная длина выступа балок балкона с шагом 400 мм:

Шаг балконных балок: 0,4 м; Класс прочности балконных балок: C18; Тип пола: открытый (из досок, укладываемых с небольшим зазором); Полезная нагрузка на балкон (вес людей и мебели): 4 kN/м2; Климатический класс: 3 (наружные конструкции не защищены от воздействия осадков).

Табл. 24 Максимальная длина выступа балок балкона с шагом 600 мм:

Шаг балконных балок: 0,6 м; Класс прочности балконных балок: C18; Тип пола: открытый (из досок, укладываемых с небольшим зазором); Полезная нагрузка на балкон (вес людей и мебели): 4 kN/м2; Климатический класс: 3 (наружные конструкции не защищены от воздействия осадков).

Примечание: для балконов с изолированным полом, защищенных от прямого воздействия осадков (климатический класс 2), максимальная длина выступа возрастет на 0,15 м. При расчетах учитывалось, что балкон будет защищен от схода снежных масс с вышележащей кровли дома с помощью снегозадержателей.

Железобетонные балки перекрытий

При устройстве железобетонных балок нужно использовать следующие правила (по Владимиру Романову): 1. Высота железобетонной балки должна быть не менее 1/20 длины проема. Делим длину проема на 20 и получаем минимальную высоту балки. Например при проеме в 4 м высота балки должна быть не менее 0,2 м.

2. Ширину балки расчитывают исходя из соотношения 5 к 7 (5 — ширина, 7 — высота).

3. Армировать балку следует минимум 4 прутками арматуры d12-14 (снизу можно толще) — по два сверху и снизу. Таблицы соотношения длины и массы арматуры различного сечения.

4. Бетонировать за один раз, без перерывов, чтобы ранее уложенная порция раствора не успела схватиться до укладки новой порции. С бетономешалкой бетонировать балки сподручнее, чем заказывать миксер. Миксер хорош для быстрой заливки больших объемов.

Таблица. Рекомендуемые размеры прямоугольных поперечных сечений балок

Ширина сечения.

Высота сечения, мм

мм

300

400

500

600

700

800

1000

1200

Далее кратно 300

150

+

+

200

+

+

+

300

+

+

+

400

+

+

+

500

+

+

Далее кратно 100

+

+

Теперь прочитайте про расчет стропильной системы и расчет фундамента.

For determining beam spans (distance a beam can span between supporting posts), consider the following concept. The more weight, or the longer the supported length of joist that a beam must carry, the shorter the span of the beam – for a particular size of beam.

Разновидности конструкций и материалы деревянного перекрытия

Главным элементом перекрытия между этажами являются несущие балки. От того, насколько правильно подобраны материалы для изготовления деревянного «пирога» между этажами, зависит прочность перекрытия и безопасность самих хозяев. Толщина пирога всегда ограничена, поэтому приходится либо увеличивать количество несущих элементов, либо менять материал.

Традиционно в качестве несущих элементов используют следующие материалы:

  • Клееный брус;
  • Опиленное бревно;
  • Пакет из шлифованных и сбитых досок.

Понятно, что наилучший вариант будет самым дорогим. Использование для перекрытия между этажами клееного бруса позволяет сделать деревянный каркас максимально жестким, поэтому к брусовой затяжке прибегают либо по желанию хозяев, либо при очень больших размерах помещений верхнего этажа. Чаще всего клееный брус укладывают в деревянное перекрытие при расстоянии между стенами от 4 м. Получается дорого, но надежно.

Читайте также:  Изготовление кессона для скважины своими руками

Более экономный способ – использовать хвойные пиломатериалы, обычно сосновое окоренное бревно обрезают дисковыми фрезами в двухкантный или трехкантный брус. Такая балка получается прочнее и дешевле обычного деревянного бруса прямоугольного сечения.

Самый бюджетный вариант – пакетная балка. Ее сбивают из калиброванной и шлифованной доски сороковки, две или три на одну балку. Перед сборкой деревянную поверхность обрабатывают пропиткой, сушат и закрашивают олифой. Перекрытие из пакетного бруса считается наиболее гибким и одновременно самым надежным.

Даже если возникнет перегрузка, деревянные элементы прогнутся, но излома и обрушения между этажами не будет. Собрать такое деревянное перекрытие между этажами своими руками намного проще и дешевле, так как нет необходимости закупать строевой или клееный брус.

Чтобы снизить трудоемкость работ и размеры затрат, учитывая проект дома и ширину стен, изготавливают несколько вариантов конструкций, в зависимости от того, как планируется настилать пол второго этажа по деревянным балкам:

  • Легкие перекрытия. Для каркасных домов шаг между несущими элементами может быть уменьшен до 30 см, а лаги под деревянный пол не настилаются. Сама конструкция собирается без утеплителя и пленочной изоляции;
  • Средние перекрытия на этажах. В конструкции используют лаги и звукоизоляцию, пароизолирующую пленку и утеплитель не применяют;
  • Теплые средние деревянные перекрытия. Между этажами укладывают полноценный пакет с утеплением и пленочной гидро- и пароизоляцией.

Легкие перекрытия на этажах используют для неотапливаемых зданий, средние системы применяют для построек с мощным наружным утеплением стен. Теплые деревянные конструкции применяют в том случае, если верхний этаж граничит с чердаком или мансардой.

Из практики известно, что для деревянных конструкций наилучшую звукоизоляцию между этажами обеспечивают листовые и волоконные материалы. Можно использовать минеральную вату или насыпной керамзитовый гранулят. Но оба материала обладают высокой впитывающей способностью, поэтому приходится укладывать пароизоляционную пленку. Пенополистирол не боится влаги, но звукоизоляция на этаже примерно в 3-4 раза хуже минеральной. Поэтому ЭППС или пенопласт используют там, где звукоизоляция деревянного перекрытия между этажами не имеет особого значения. Например, между цокольным и первым этажами.

Что собой представляют деревянные двутавровые балки перекрытия

Из деревянных двутавровых балок перекрытия своими руками монтируют стропильные системы и сооружают перемычки между этажами.

Этот современный материал выпускается по международным стандартам с применением передовой технологии, позволяющей получить отличный строительный продукт нового поколения.

Это прекрасное решение для частного строительства всех типов конструкций, начиная от каркасного дома или блочной постройки и заканчивая деревянным теремом из сруба.

Сфера использования

Двутавровая балка встречается не только в частном строительстве, но и является неотъемлемым атрибутом на стройплощадках, где монтируют промышленные помещения, торговые центры, офисные здания и т. п. В малоэтажных домах этот деревянный элемент выступает как несущая конструкция в составе стропильной системы, на чердаках, мансардах стеновых и кровельных каркасах.

Пояса двутавровой балки сделаны из цельной древесины, а поперечина – из стружечной плиты

С помощью такого решения можно отказаться от перекрытий из досок, металлических профилей и ЖБ плит.

Такие балки состоят из комбинированных материалов: пояса созданы из цельной древесины, а поперечина выполнена из стружечной плиты.

Эти деревянные перекрытия более чем в три раза увеличивают жесткость стен, благодаря чему каркасное сооружение приобретает прочность, существенно не увеличивая вес.

Техническая характеристика

Современный материал для перекрытий выпускается в промышленных масштабах на новейшей заводской линии. Для его изготовления применяют клееный деревянный брус, тщательно просушенный в камере, и стружечную плиту (OSB, OSP). По конфигурации балка очень похожа на рельс и имеет такие особенности:

Стандартные размеры балки

  • фанера, из которой собраны боковые стойки, устойчива к влаге, ее толщина может варьироваться в диапазоне 24 – 27 мм. Также в состав балки входит полка из древесины, обработанная антисептическим средством;
  • фанерная стойка интегрируется в полки при помощи технологических пазов;
  • детали между собой соединены водотермостойким клеевым составом;
  • снаружи балка покрыта краской с водоотталкивающей способностью.

Самые востребованные размеры перекрытия:

  • габариты балки – 200х80 мм;
  • толщина фанерной перемычки – 27 мм.

Положительные характеристики

Удачная комбинация «дерево – стружечная плита – дерево» здесь отсутствуют те недостатки, которые встречаются у натуральной древесины. Двутавровое сечение служит своеобразным усилителем, благодаря чему прочность перемычки увеличивается многократно, и изделие по своим техническим характеристикам может смело становиться в один ряд с бетонными и ЖБИ перекрытиями.

Расчет перекрытия по металлическим балкам

Необходимо ответственно подходить к выполнению расчетов, приняв решение сделать пол или потолок на основе стальных профилей.

При этом необходимо учитывать комплекс факторов:

  • общий вес;
  • нагрузочную способность;
  • площадь формируемой поверхности;
  • расстояние между балками;
  • ширину пролета.

Выбор подходящего номера металлопроката, соответствующего высоте профиля, осуществляется с учетом воспринимаемой нагрузки.

Несущая способность составляет:

  • 0,075 т/м2 – для перекрытий чердачных помещений;
  • 0,150 т/м2 – для цокольной основы и межэтажных оснований.

С возрастанием ширины пролета увеличивается высота стальных балок:

  • прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
  • при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.

Зная площадь монолитной поверхности, несложно рассчитать потребность в бетоне. Для этого следует умножить площадь на высоту бетонного массива. Имея чертеж арматурной решетки можно вычислить потребность в стальных прутках для усиления основы. Все расчеты производятся на основании предварительно разработанной проектной документации или рабочего эскиза.

Читайте также:  Плиты перекрытия своими руками. Чертеж и стоимость изготовления плиты

Однако есть у них и недостаток – они подвержены коррозии

Качественная деревянная двутавровая балка своими руками

Время не стоит на месте, поэтому на смену старым технологиям приходят новые — легкие, практичные и экологически чистые. Деревянная балка была популярна всегда, но лишь в XXI веке пришли к изготовлению двутавра из древесины, что позволило существенно доработать каркасное строительство.

Схема двутавровой балки.

Основные параметры изделия

С каждым новым сезоном этот материал повышает свою популярность. Используется он обычно для каркасного строительства, монтажа полов, перекрытий и перегородок, а также кровли. Специфический вид латинской буквы «I» с брусьями вверху и внизу позволяет осуществлять монтаж достаточно просто и быстро.

Есть несколько преимуществ, благодаря которым двутавровая балка приобрела свою популярность: не гнется, износостойкость, отсутствие реакции на влагу (не гниет), низкая масса и при этом сравнительно невысокая цена, обусловленная пониженным расходом древесины.

Если рассмотреть изделие детально, то можно увидеть, что оно не цельное, а состоит из нескольких элементов. За основу берется ОСП (ориентировано-стружечная плита) либо фанера, блоки снизу и сверху делаются из клееного бруса, а соединено все это при помощи клея по дереву на водной основе. В клееном брусе есть специальные углубления нужной ширины, которые позволяют погрузить в них ОСП, благодаря чему конструкция и приобретает свою высочайшую надежность.

Чертеж двутавровой балки.

В фабричных условиях для такого процесса используется 4 станка:

  1. Фрезеровочный. На таком станке в брусе не только делается продольная траншея, но и производится шлифовка, чтобы потом не ранить кожу при эксплуатации.
  2. Резка ОСП. Работает параллельно фрезеровочному, чтобы к сроку нарезать нужное количество плиты с идеально точными параметрами. Срезы делаются под углом в 45°.
  3. Склейка. На дно траншеи в брусках наносится тонкий слой клея, после чего между 2 брусками вставляется плита, и вся конструкция на выходе прижимается.
  4. Пресс. В зависимости от используемого клея станок удерживает заготовку (0,5-2 мин.) под давлением, после чего прокатывает дальше на окончательную сушку.

Работа проходит с очень большой скоростью, но приобретать такие изделия решаются не все, т. к. при ручном изготовлении цена получается в 1,5-3 раза ниже.

Собственноручная проработка

Инструменты и материалы:

  • брус;
  • рулетка;
  • циркулярная пила;
  • ОСП;
  • клей по дереву;
  • швеллер;
  • хомуты;
  • наждачная бумага.

Тут весь процесс проходит гораздо медленнее, зато и цена существенно падает. Двутавровая балка своими руками изготавливается поэтапно:

Двутавровые балки изготавливаются из из бруса, ОСП и швеллера.

  1. Выбираются бруски. Сечение зависит от предпочтений мастера, но не меньше 35*25 мм. Чем крупнее брусок, тем надежнее конструкция, но и шаг на 2 двутавра при работе придется значительно повышать.
  2. Тут следует выбрать, что использовать — электропилу, бензопилу или стационарную циркулярку. Преимущество цепных пил в том, что они изначально могут проделать траншею в 10-12 мм, но их нужно дополнительно закреплять. К тому же их работа стоит гораздо дороже, чем у циркулярки. При особом желании можно найти фрезы нужной толщины и для циркулярной пилы (стоят немного дороже обычных), после чего можно продолжать работу.
  3. Выставляется глубина борозды (10% от суммарной длины ОСП). При суммарной потере 1\5 длины можно добиться идеальной фиксации.
  4. Нарезаются брусья. На этом же этапе их нужно зашлифовать при помощи шлифмашинки или наждачной бумаги.
  5. На дно траншеи наносится клей, после чего в нее погружается плита. Тут же аналогичный процесс проделывается с еще 1 бруском, и можно прессовать двутавр.
  6. Далеко не в каждом доме есть гидравлический пресс, поэтому можно воспользоваться швеллером, который стягивается при помощи 2 ремней и карабинов (импровизированные хомуты). Такая стяжка двутавра не менее эффективная, чем пресс, хоть и более хлопотная.

Суммарно на изготовление 1 двутавра уходит до 30 мин. но если делать на поток, то скорость возрастет в несколько раз. Т. е. сначала нарезается, к примеру, 100 балок, которые шлифуются, затем нарезается 50 плит, после чего все это подлежит склеиванию. При такой работе средняя скорость изготовления 1 двутавра может упасть до 8-10 мин. но ни в коем случае не стоит торопиться, чтобы не допустить ошибку.

Подобную работу сможет проделать любой желающий, если есть специальная техника и базовые навыки работы с ней.

Очень важно не забывать про ТБ, чтобы потом экономия на стройматериалах не превратилась в больничные расходы.

Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия:

  • Долговечность;
  • Идеальная заявленная геометрия;
  • Использование только сухого материала камерной сушки;
  • Возможность монтажа длинных пролетов (максимальная длина составляет 12 м);
  • Высокая точность и стабильность геометрии;
  • Возможность круглогодичного использования в строительстве;
  • Возможность внутренней прокладки инженерных коммуникаций;
  • Удобный монтаж (в 5-10 раз быстрее чем для ж/б монолита, пустотной плиты и доски), с минимальными затратами труда и без необходимости подачи спецтехники.

При пролетах больше 6 метров мы используем двутавровые балки с брусом LVL, только цельная конструкция, без стыкования брусков клеевым способом.

Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия:

Балки перекрытия (двутавровые) не растрескиваются и не деформируются со временем. Наши изделия – отличная альтернатива тяжелым и сложным в работе металлическим и железобетонным покрытиям, монтаж которых связан с необходимостью выполнения «мокрых» работ, дополнительного привлечения арматурщиков, бетонщиков и т.д.

Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия: