Балка двутавровая деревянная. Размеры двутавровых балок

Балки перекрытия из дерева обеспечивают не только прочность горизонтальной конструкции. Перекрытие предназначено для придания жесткости всему зданию. Именно по этой причине выбору несущих элементов и их установке стоит уделить особое внимание.

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. .

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 следует обратить пристальное внимание на его компонентный состав. Чем меньше токсичных веществ, тем лучше. Такие клеи имеют в маркировке обозначение ECO.

Прогиб лаг

Заходя в некоторые, особенно старые, дома даже невооруженным глазом можно заметить прогиб потолков второго, или, что бывает реже, пола первого этажа, являющийся следствием неправильного расчета несущей способности лаги или превышения допустимой нагрузки на перекрытия. Как позывает практика эксплуатации многоэтажных домов постройки первой половины 50-х годов ХХ века, где использовались деревянные межэтажные перекрытия, к 2000-му году величина прогиба потолков составляла от 70 до 100 мм, что приводило к необходимости проведения капитальных ремонтов здания с усилением несущих элементов перекрытий. И это при условии, что проводится точный инженерный расчет нагрузок и сечения лаг на стадии проектирования. А что говорить об индивидуальной застройке, когда расчет несущей способности лаги производился «на глазок» по совету «грамотных» специалистов.

Очень часто на величину прогиба лаг влияет и качество применяемого материала, избыточная влажность древесины, недостаточная толщина металлопроката, из которого изготовлена балка, и еще множество различных причин, приводящих к провисанию, к примеру, перекрытия второго этажа под нагрузкой. Неверный расчет несущей способности может привести не только к возникновению прогиба лаги, но и полному разрушению конструкции и обрушению этажа вниз, причем когда этого никто не ожидает.

Какие бывают балки

Существует несколько признаков, по которым проводят классификацию деревянных балок перекрытий: по размерам, материалу, типу сечения. Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас на опирание с двух сторон. Оптимально нужно предусмотреть по 200—250 мм.

Читайте также:  Двутавровые деревянные балки своими руками

По материалу элементы разделяют на следующие виды:

  • из цельного бруса или доски;
  • из клееного бруса.
Какие бывают балки

Из клееного бруса изготавливают гнутые балки

Последние стоят существенно дороже. Но зато такой материал подойдет для перекрытия больших пролетов. Обычная балка может работать на 4—6 м, в то время как клееная хорошо справляется с расстояниями 6—9 м. Клееный брус практически не дает усадки, пожаробезопасен и устойчив к действию влаги. Можно изготовить не только линейные элементы, но и гнутые. Существенным недостатком такого материала будет наличие ненатуральных компонентов (клей).

Сечение балок может быть следующих типов:

  • квадратное;
  • прямоугольное;
  • двутавровое.

Последнее имеет уширенные элементы в верхней и в нижней части. В середине сечения оно уменьшено до максимально возможных размеров. Такой вариант позволяет рационально использовать древесину и сократить ее расход. Но изготовить такой элемент непросто. По этой причине двутавр не так часто применяют в строительстве.

Чаще всего применяют брус прямоугольной формы

Какие бывают балки

Оптимальным вариантом станет прямоугольник. При этом длинная сторона располагается вертикально, а короткая — горизонтально. Это обусловлен тем, что увеличение высоты лучше влияет на прочность, чем ширины. Устанавливать балку из доски плашмя практически бесполезно.

Самым невыгодным из представленных может считаться квадратное сечение. Оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.

Также для перекрытия можно использовать бревна. Но этот вариант не получил популярности. Сечение из доски намного выгоднее и удобнее в монтаже, поэтому используется намного чаще.

Какие инструменты нужны?

Помимо стандартных инструментов, необходимых в строительстве, для данной работы следует сделать акцент на двух составляющих.

Какие инструменты нужны?
  • Стойка. Тут выбора не очень много – можно брать как фанеру, так и основные варианты – листы ДСП или ОСБ, которые значительно превосходят ДВП по техническим характеристикам. На рынке представлено множество альтернативных вариантов, но тут лучше именно старая школа. Желательно ориентироваться на стружечные плиты – они надежнее и долговечнее.
  • Клей. Как правило, мало кто берет в расчет, что выбор клея тоже играет существенную роль, особенно при работе с деревом. Токсичность тут крайне нежелательна, а поэтому чем натуральнее и безопаснее клеевой состав, тем лучше, особенно при строительстве дома или другого жилого комплекса (коттедж, дача).
Какие инструменты нужны?

Технология производства балок

В отличие от металлических балок, двутавр выполняется по совершенно другому принципу. Ни сварка, ни литье не применяются. Деревянные балки собираются подобно конструктору из таких элементов: верхняя планка, нижняя планка, стенка. Каждый элемент изготавливается отдельно. Наличие пазов упрощает процесс сборки, для дополнительной фиксации используется клей.

Практически все производители в процессе изготовления используют следующие виды станков и насадок:

  1. Фрезеровочный станок. Позволяет выполнить канавку под крепление (до 10% длины балки). Естественно, позволить себе фрезер может далеко не каждый частный пользователь. Заменить его можно циркулярной либо ручной дисковой пилой.
  2. Станок для нарезки. Важно не только нарезать заготовки по размерам, но и выполнить максимально точные срезы под углом 45 градусов.
  3. Установка для склейки. Упрощает и существенно ускоряет процесс нанесения клея перед сборкой.
  4. Пресс для склейки. Когда сборка закончена, готовое изделие сушится под прессом. 5 минут будет вполне достаточно.
Читайте также:  Опирание плит перекрытия на стены

Как рассчитать

Конечно же, не все обходимые данные находятся в таблицах, которые предлагают производители своим клиентам. Очень часто нужно самостоятельно рассчитать количество метров балок, которые стоит купить для будущей стройки. Фактически большинство таблиц, которыми снабжается готовое изделие, врут в пределах 3-5% от реальной массы кончено продукта.

Данные из таблиц, как бы они ни вызывали сомнений все же нужны, можно самостоятельно взяв рулетку измерить различные стороны балки, но они вряд ли сильно будут отличаться от указанных в сопровождающем письме.

Зная, заводские параметры, и несколько простых формул. Взяв листок, ручку и калькулятор, можно достаточно быстро провести необходимые расчеты, чтобы удостовериться в правильности данных в заводском техпаспорте.

Наиболее распространенными формулами, которыми пользуются строители при подборе правильного материала, являются формула для расчета жесткости и формула, которая поможет отыскать правильное сечение двутавра относительно возможной нагрузки на него.

Расчет прочности, производится согласно формуле: 

Подбор сечения можно произвести при помощи другой формулы:

или:

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.

Читайте также:  Бетонные полы в доме из газобетона своими руками

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.

Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам

На основе стального профиля можно сделать прочное перекрытие, используя различные варианты:

  • перекрытие монолитное по металлическим балкам. Формируется путем заливки бетона в опалубку, дополнительно усиливается арматурной решеткой. Это проверенный на практике вариант, отличающийся комплексом преимуществ. Главные плюсы, привлекающие застройщиков – повышенная прочность бесшовной поверхности и отсутствие неровностей;
  • монолитно-сборную конструкцию. Для ее обустройства применяются блоки из ячеистого бетона, изготовленные на промышленных предприятиях. Они укладываются краями на поверхность стального профиля. Сооружается теплоизолированные опалубка, производится армирование и заливаются бетонным раствором стыковые участки;
  • составную конструкцию из различных материалов. Могут применяться стандартные панели, деревянные доски, плиты. Элементы основы устанавливаются на несущие стальные балки. Для обеспечения комфортных условий эксплуатации важно утеплить и звукоизолировать сформированную поверхность, а также заделать зазоры между элементами.

В зависимости от финансовых возможностей и наличия материалов, застройщики в равной мере используют указанные варианты.

Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам

К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования