Виды деревянных балок перекрытия — расчет балки на изгиб, прочность и нагрузку

Виды деревянных балок перекрытия — расчет балки на изгиб, прочность и нагрузку

Стены и перекрытия – основные элементы любого строительства.

Назначение перекрытия – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.

Можно выделить несколько видов перекрытия: металлическое, железобетонное и деревянное.

Более подробно остановимся на деревянных перекрытиях, поскольку именно они получили наибольшее распространение в частном строительстве.

Деревянное балочное перекрытие обладает преимуществами и недостатками

• красивый внешний вид;
• малый вес дерева;
• ремонтопригодность;
• высокая скорость монтажа.

• без специальной защитной пропитки горючи;
• низкая прочность по сравнению с железобетонными или металлическими балками;
• подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
• могут деформироваться от перепадов температур.

Определяем нагрузку

Важно соблюдать техусловия, когда устанавливаешь балки перекрытия деревянные двутавровые. Желательно задействовать специальный калькулятор для более точного расчета балочной конструкции. К этому вопросу мы еще вернемся, а пока рассмотрим основные способы определения нагрузки.

Какая именно нагрузка действует на двутавры? В первую очередь, это вес самих деталей. Во-вторых, эксплуатационная нагрузка. Она бывает как временной, так и постоянной. Делать точный расчет деревянных элементов непросто – даже когда под рукой есть специальный онлайн-калькулятор. Впрочем, высчитать точные размеры двутавровых балок можно с помощью упрощенной формулы.

Например, вы планируете перекрывать чердак без возможности хранения вещей. Значение 50 кг/м 2 примем за регулярную нагрузку. Чтобы высчитать эксплуатационную нагрузку, достаточно умножить 70 на 1,3 = 90 кг/м 2 . Первая цифра – нормативное значение, вторая – запас. Для определения общей нагрузки суммируем 50 и 90 = 140 кг/м 2 . Округлив эту цифру, получим 150 кг/м 2 .

Приведенные выше расчеты предполагают, что бригада намерена перекрывать чердак с использованием легкого утеплителя. Применение материалов с другим весом автоматически влияет на нагрузку. Которая повышается с базовых 50 кг/м 2 до 150 кг/м 2 . Даже не имея под рукой калькулятор, несложно догадаться, что конечное значение равно 150 х 1,3 + 50 = 245 кг/м 2 . Округляем это значение и получаем 250.

Когда нужно высчитать нагрузку мансарды, учитывайте дополнительный вес самого пола и покрытия, а также мебели, находящихся на мансарде людей. Рекомендуемая нагрузка будет равна 350-400 кг/м 2 .

Двутавровые балки перекрытия из дерева своими руками

При изготовлении элементов для опорной балки лучше всего применять клееный брус, поскольку такая заготовка соответствует правильным геометрическим формам. При этом она лишена деформации, скручиванию и изгибу. Но можно применять брус и из любых хвойных деревьев, нужно лишь соблюдать главное условие при этом – качественное просушивание древесины.

Для самостоятельного изготовления двутавровых опор, кроме бруса, понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Циркулярная пила;
• Клей по дереву;
• Рулетка;
• ОСП (ориентировочно-стружечная плита);
• Швеллер для равномерного сжатия заготовки;
• Хомуты.

Порядок изготовления

При изготовлении двутавровой балки из древесины своими руками, необходимо:

Шаг №1. Сделать расчет и подготовить 2 бруса нужного размера. Чем больше высота балки, тем больше по сечению должны быть заготовки, но в любом случае сечение может составлять не менее 40×60 мм.

Шаг №2. В середине изделий изготовить паз по ширине, равной толщине плиты, а глубиной – равной 10-15% от размера бруса. В домашних условиях сделать такое углубление можно на циркулярной пиле дисковой фрезой соответствующей толщины.

Шаг №3. Убедиться, что паз не имеет внутренних дефектов в виде «ершистости», искривлений, сколов.

Нанести клей по всей поверхности канавки.

Шаг №4. Вставить плиту в пазы верхнего и нижнего бруса.

Шаг №5. Сжать всю конструкцию через подготовленные швеллера (уголки) с помощью хомутов.

Шаг №6. Оставить в таком виде всю конструкцию на несколько часов до полного высыхания.

После приобретения должного опыта такие деревянные двутавровые балки можно будет изготавливать своими руками с хорошим качеством, и применять их во всевозможных перекрытиях.

Двутавровые балки изготавливаются в определенный размер и с применением сухого бруса из дерева определенной серии (БП, LVL или W). А также при этом применяется особый клеевой состав, имеющий повышенную пожаробезопасность и влагостойкость. При этом стоимость изделия будет зависеть от длины, категории и пропитки, нанесенной на поверхность двутавра.

Рассмотрим цены двутавровой опоры длиной 6 метров категории W.

Высота в мм.

245

355

Стоимость траверсы за один погонный метр

Плюсы и минусы двутавровых балок из дерева

Главное достоинство изделия – сочетание небольшое веса с прочностью. Эта комбинация обеспечивает преимущества использования двутавровых балок для перекрытий:

1. Вес деревянной конструкции длиной до 6 м составляет всего 8 кг. Монтаж такой балки не требует специального оборудования и не занимает много времени, а это сокращает расходы на строительство.
2. Малый вес полученного перекрытия не создает большой нагрузки на фундамент и стены, что тоже снижает расходы.
3. К плюсам относится и простота транспортировки. Перевозка двутавровой деревянной балки обойдется намного дешевле.
4. При легкости материала он обладает высокой прочностью и используется для перекрытия с прогонами до 6 до 12 м. Использовать промежуточные элементы нет нужды.
5. Конструкция двутавра позволяет использовать деревянную балку как своего рода нишу при прокладке коммуникаций.
6. Дерево обладает низкой теплопроводностью, что исключает создание холодовых мостиков и позволяет экономить на отоплении дома.
7. Двутавровые конструкции из дерева сохраняют геометрическую форму и свойства на протяжении всего срока эксплуатации. Но только в том случае, если для их изготовления использовался качественный материал.
8. Выпускаются деревянные двутавры для перекрытий в очень широком ассортименте, что позволяет расширить область применения.

Недостатки у конструкций следующие:

• велик риск приобрести некачественные изделия, невысушенная древесина деформируется, «садится», что приводит к перекосам перекрытия;
• древесину пропитывают антипиренами, однако это не делает материал пожаростойким.

Деревянные двутавры не рекомендуется использовать в случаях, когда нужно выполнить частую обрешетку или когда каркасная конструкция нуждается в усилении большим числом опорных элементов. В этом случае экономия на стоимости материала будет ничтожной.

Заказ клееной балки

Вы звоните по указанному телефону и сообщаете диспетчеру, что Вам нужно. Мы изготавливаем клееные деревянные балки в соответствии с вашими требованиями в срок и доставляем туда, куда нужно. Также Вы можете приехать прямо к нам в офис, чтобы получить индивидуальную консультацию или оговорить особые условия.

Завод ПЗПИ работает с 1990года и за этот период предприятие освоило выпуск половой доски, евровагонки, блок хауса, имитации бруса, деревянного сайдинга, клееного профилированного бруса для строительства домов и бань, штакетника, сухой строганой доски. Все изделия производятся из древесины хвойных пород: сосны, ели, лиственницы.

Импортные высокопроизводительные станки позволяют выпускать продукцию даже на экспорт. Освоено производство высокотехнологичной продукции, например, клееного бруса и клееных балок.

Наш приоритет — качество продукции! Контроль качества осуществляется при закупке сырья, загрузке сушильных камер, сортировке сухой древесины, и после обработки на станках. Последний этап контроля — Заказчик, который имеет право выбрать требуемый материал. В случае, если поставленный товар не соответствует заявленному сорту, мы примем его обратно.

Двутавровые балки

Производство двутавровых деревянных балок от VIRMAK

Деревянная двутавровая балка БДК- — это классический двутавр, имеющий «полки» из деревянного массива, в которых фрезерованы пазы, а также, размещенная в этих пазах фанерная стойка. Кроме того, это устойчивый, легкий и долговечный материал.

Применяется для укреплений конструкций при монтаже опалубки или для перекрытия стен. БДК, имеет нижнюю и верхнюю полку, благодаря чему она хорошо переносит различного вида нагрузки.

У подобных балок повышенный момент инерции. Брус имеет прямоугольную или квадратную форму, которая увеличивает сопротивление балки к изгибающим нагрузкам.

Там, где необходимо избегать любой деформации перекрытия, деревянные балки — незаменимы. Кроме того, их использование существенно уменьшают общую стоимость работ.

Особенности деревянных балок БДК

Двутавр — стандартный строительный элемент, изготовленный из конструктивных составляющих, в поперечном сечении повторяющий букву «Н» и значительно превосходящий в прочности квадрат той же площади сечения.

Наравне с традиционным стальным двутавром, областью применения которого является постройка перекрытий и мостов, существует двутавровая деревянная балка, широко используемая в каркасном домостроении. Популярность использования балка БДК завоевала рядом преимуществ перед аналогами других материалов и конструкций.

При наличии достаточной прочности, из-за сравнительно небольшого веса двутавровая деревянная балка перекрытия может использоваться для строений с любым типом несущих стен, эргономична в силу тепло-гидро-звукоизоляционных параметров, не подвержена деформированию, применима без погрузочной техники в монтаже. Не мало значимый фактор — невысокая цена. Применение БДК для опалубки перекрытий, позволяет значительно уменьшить стоимость и время строительных работ, и при минимальных трудозатратах обеспечить их эффективность и качество.

Преимущества применения балок БДК в качестве лаг перекрытий в домостроении

— Не меняют своей геометрии при воздействии влаги и разницы температур

— Высокий срок службы

— Использование двутавровых балок в качестве лаг межэтажных перекрытий помогает не только экономить бюджет, но и производить более быстрый и качественный монтаж

Компания ВИРМАК использует не только современное оборудование, но и передовую технологию производства и контроля качества

Так же мы предлагаем помощь в доставке в любую точку страны (ПО ВСЕЙ РОССИИ)

Бесплатно делаем расчет каркасов перекрытий. При необходимости можем осуществить монтаж.

(ПРОСТО ПОЗВОНИТЕ ИЛИ НАПИШИТЕ НАМ)

Как это делается

1. Сушка древесины. (Сушка пиломатериала производится в немецкой вакуумной сушильной камере).

2. Роспуск пиломатериала на требуемое сечение.

3. Удаление пороков (выпадающих сучков), склеивание и сращивание древесины- полок будущей балки. Придание полкам требуемого сечения.

4. Роспуск ФСФ фанеры на полосы для изготовления будущего сердечника балки. Сращивание и фрезеровка сторон фанеры.

5. Склейка и опрессовывание заготовок балки.

Деревянные двутавровые балки для перекрытий: в чем их особенность и удобство использования?

Интересно, что у слов «кентавр» и «двутавр» один из корней общий: др.-греч. ταύρος — «бык». Первое из них означает «охотник на быка», а второе, соответственно, можно перевести как «пара быков». И это вполне увязывается с темой нашего разговора, ведь для такого силового элемента в конструкции перекрытия, как несущая балка, крепость и выносливость двутавра только приветствуются

Двутавровые балки разной высоты

Для строительства перекрытий современная канадская технология предлагает вместо балок из массивной или клееной древесины использовать двутавровые балки (в виде двух сращенных букв «Т»), состоящие из деревянных полок — верхней и нижней — и соединяющей их стенки, изготовленной из ориентированно-стружечной плиты (ОСП). В отличие от цельных изделий, принимающих на себя одновременно и нагрузку на изгиб, и нагрузку на растяжение, у такой балки эти усилия оказываются распределены на разные элементы конструкции, что и придает ей повышенную прочность и надежность. По жесткости деревянный двутавр в десятки раз превосходит брусья из массива с аналогичной площадью сечения.

Двутавровые балки отличаются стабильностью (их не «ведет», как обычный брус, при колебаниях температуры и влажности), они не прогибаются, а значит, устроенные по ним полы не будут «гулять» и скрипеть под ногами, передавая ударный шум в расположенное ниже помещение, а также не меняют своих физико-технических характеристик с течением времени. Кроме того, сама конструкция балок, а точнее, их профиль упрощает процесс создания утепляющего контура в «пироге» пола, для чего может быть использована не только плитная, но и засыпаемая (задуваемая) теплоизоляция — эковата.

Сферой применения двутавра могут быть не только перекрытия с длиной прогона до 12–14 м, но и стеновые каркасы, стропильные системы, опалубка, для чего выпускаются специализированные серии материала

Двутавровые балки легкие, поэтому для работы не требуется специальная техника

Изделия имеют небольшой вес — в среднем от 4–5 кг/пог. м, поэтому не требуют применения подъемной техники для монтажа и идеально подходят для реконструкции старых зданий. По той же причине они не оказывают серьезного давления на фундамент, что позволяет ощутимо сэкономить на нем при строительстве или обойтись без усиления уже существующего основания.

Еще одно весомое преимущество двутавровых балок — доступная цена. Продукция отечественного производства, изготовленная из качественного сырья на высокотехнологичном оборудовании, стоит порядка 300–550 руб./пог. м. Разумеется, перекрытие из досок обойдется дешевле, но установка в этом случае дополнительных опорных стоек, а также устранение почти неизбежных дефектов конструкции (самый распространенный из них — деформация обшивки пола и потолка из-за прогиба несущих элементов) в результате сведут такую экономию к нулю.

Чтобы не приобрести материал, изготовленный полукустарным способом, убедитесь в наличии у производителя сертификата качества на продукцию, а также попросите предоставить вам результаты технических испытаний ее образцов (отсутствие соответствующих протоколов — серьезный повод отказаться от покупки)

Материалы изготовления, параметры

При изготовлении деревянного двутавра российские производители руководствуются правилами и стандартами, определяющими требования к опорным конструкциям из древесины, а также к качеству и свойствам применяемых для этого пиломатериалов: ГОСТ 8486, 30244-94, 29850, 19414-90, 4981-87, СНиП II-25-80 и 2.08.01-89. Базовой же документацией на сегодняшний день являются технические условия, разработанные на основе оригинальной канадской технологии: ТУ 5366-001-49828710-2001 «Балки перекрытий и покрытий и стойки стен деревянные» и ТУ 5366-002-96226217-2008 «Двутавровые деревянные балки и стойки».

Производство двутавровых балок

Полки двутавра могут быть изготовлены как из массива хвойных пород (ель, сосна, лиственница), так и из клееного или LVL-бруса. Если это цельная древесина, то она должна пройти камерную сушку и иметь влажность 13–16%. Стандартный размер брусков (Ш × В): 64/89 × 38 мм (усиленные широкополочные балки серий БДКУ и БДКШ) и 38 × 64 мм (серия БДК для укороченных пролетов и устройства контура обвязки).

Стенку, соединяющую две полки, делают из 10-миллиметровых плит ОСП-3. Обратите внимание: если с этой целью производитель использует березовую фанеру или клееный брус, их расчетные толщины должны обеспечивать необходимые прочностные показатели.

Для сопряжения деталей в полках фрезеруют конусообразные канавки глубиной 12–13 мм, наносят клей и «вклинивают» в них края перегородки, получая плотное замковое соединение типа «паз-гребень». Согласно технологии склейку выполняют водо- и термостойким меламиновым или феноло-резорцино-формальдегидным составом высокой прочности, до полного высыхания которого конструкцию держат под обжимом. Для дополнительной механической фиксации детали сшивают шпильками с помощью пневмоинструмента.

Высота готовых опор составляет 241–457 мм. Допустимые погрешности в геометрии изделий ± 2 мм, отклонения фактической массы от номинальной ±10%.

Необходимый шаг установки балок подбирают в зависимости от их параметров, длины перекрываемого пролета и расчетных нагрузок.

Для предохранения от порчи и повышения огнестойкости древесина должна быть обработана огнебиозащитными препаратами, и некоторые производители опционно предлагают выполнить такую пропитку в заводских условиях. Это добавит к стоимости материала порядка 15 руб./пог. м

Наряду с деревянным двутавром, существует и такой вариант опор для перекрытий, как HTS-балки, схожие с ним по физико-механическим характеристикам и по конструкции. Они также имеют двутавровое сечение, а их верхняя и нижняя полки изготовлены из деревянных брусков. Отличие в том, что соединяющая эти бруски стенка представляет собой не плиту ОСП, а непрерывный лист легированной оцинкованной стали толщиной 0,5 мм с полимерным покрытием. Притом лист обладает волнистым профилем — это обеспечивает ему дополнительные ребра жесткости для увеличения несущей способности и достижения стабильности размеров балки.

В краях стенки выштамповывают крепежные зубья S-образной формы и запрессовывают их в древесину на глубину 20 мм. Чтобы повысить прочность опоры и ее сопротивление изгибу, между брусками могут устанавливать две стальные стенки, расположенные на расстоянии 15–20 мм. Высота деревянно-металлических балок — 180–490 мм, длина — до 24 м. Масса 7–27 кг/пог. м.

Особенности монтажа

Из деревянного двутавра можно делать перекрытия как в зданиях из кирпича, блочного и монолитного бетона, так и в бревенчатых, брусовых и каркасных постройках.

Опирание двутавровых балок на фундамент

При возведении каркасного дома целесообразно заказывать полный стройкомплект, в котором уже предусмотрены все конструкционные связи перекрытий с нижней обвязкой, стеновыми стойками и карнизным свесом.

В каменных и деревянных домах используют два основных вида поперечного соединения балок со стенами — опорное или с помощью монтажных кронштейнов. В первом случае балки могут быть сплошными; сращенными, со связью из блока-перемычки в месте опирания на стену; а также заделанными торцевой частью в толщу кладки, сруба или бетона (минимум на 100 мм, если стена наружная, и на 50 мм — если внутренняя; торцы балок при этом обязательно обрабатывают антисептиком).

Кронштейны подбираются отдельно для каждого типа двутавра и позволяют установить его не только строго перпендикулярно, но и под нужным углом к несущей конструкции. Выбор крепежных изделий (гвозди, саморезы) зависит от стенового материала.

Способы опирания балок на стену

В кирпичных и блочных постройках пустоты вокруг балок заполняют кладочным раствором, в стенах из бруса или бревна прокладывают утеплителем (применять с этой целью монтажную пену нельзя), а в бетонных — замоноличивают, используя двутавровые балки обвязки в качестве внешней опалубки.

Балки нижнего перекрытия крепят торцами к непрерывной окантовочной балке, установленной поверх бруса обвязки. Последний укладывают на верхнюю плоскость ленточного фундамента либо на специально отлитую в нем полку-уступ.

О том, как настелить полы по деревянным балкам, читайте в статье «Безупречный черновик».

Для сращивания двутавра применяют накладки из фанеры или ОСП, которые крепят на стык балок. Такие же накладки, а также специальные блоки-вставки (играют роль прослойки между стенками в сдвоенных балках) служат для усиления наиболее ответственных узлов конструкции: угловых и торцевых соединений, консольных выносов и т. п.

Скрытая прокладка инженерных систем

Прокладка воздуховода в двутавровых балках

Весьма важное преимущество двутавра — удобство проведения в перекрытии коммуникаций: водяных и вентиляционных труб, кабелей и т. п., для чего в стенках балок достаточно проделать отверстия нужной формы. Наносить разметку и высверливать проходы следует еще «на земле», до укладки перекрытия. Основная задача при этом — не допустить ослабления конструкции, и потому производители разрабатывают специальные руководства, где, исходя из значений предполагаемых нагрузок, длины пролета и типа балок, указывают возможные размеры, форму и места расположения технологических отверстий. Некоторые общие правила гласят:

— круглые пропилы диаметром до 38 мм могут находиться в любом месте стенки, но только не над узлом опирания балки на несущие конструкции;

— промежуток между круглыми отверстиями должен быть равен минимум 2,5 диаметрам большего из них, а между прямоугольными — составлять не меньше их пятикратной ширины;

— длинная сторона прямоугольного отверстия не может превышать его высоту более чем в 1,5 раза;

— отверстия любой формы должны быть отцентрованы, а между их краями и полками балки — выдержаны зазоры не менее 6,5 мм.

При малоэтажном строительстве

• Быстрота возведения
• Всесезонность строительства и отделки
• Не требует массивного фундамента
• Способно нести любой фасадный материал и значительно дешевле кирпичных и бетонных зданий в эксплуатации

• Позволяет воплотить самые разнообразные архитектурные идеи и использовать любые отделочные материалы
• Экологичность и энергоэффективность жилого дома на основе HTS-Каркаса не оставляет ни единого шансам постройкам из клееного бруса, OSB, кирпича и бетона

• Необходимость в тяжелой технике при монтаже отсутствует. Все монтажные работы могут осеществляться вручную с использованием обычных материалов
• Приведенное сопротивление теплопередачи R0 наружных стен дома M²*0C/Bт от 5,45 до 6,77, что соответствует классу энергосбережения А++

При реконструкции зданий и мансарды

• Быстрота возведения
• Всесезонность строительства и отделки
• Не требует массивного фундамента
• Способно нести любой фасадный материал и значительно дешевле кирпичных и бетонных зданий в эксплуатации

• Позволяет воплотить самые разнообразные архитектурные идеи и использовать любые отделочные материалы
• Экологичность и энергоэффективность жилого дома на основе HTS-Каркаса не оставляет ни единого шансам постройкам из клееного бруса, OSB, кирпича и бетона

Промышленные и муниципальные, коммерческие строения

• Передовая технология объединения дерева и стали делает балку HTS эталоном силы
• Низкий вес, несложный монтаж, быстрота строительства с HTS-Балкой существенно снижает сметную стоимость объекта

• Дает возможность перекрыть безопорные конструкции до 13,5 метров при малой толщине перекрытия
• Уникальное качество HTS — малый вес при высоких технических характеристиках

• Стальная стенка балки имеет двойную защиту от коррозии и при запрессивке в древесину создает неразрывное соединение

Особенности нашей продукции

Для производства поясов деревянно-металлических двутавровых ХТС балок используют прочный древесный материал ЛВЛ. Он является абсолютно безопасным как для человека, так и для окружающей среды. Для того чтобы свести к минимуму риск возгорания и поражения микроорганизмами, деревянные балки перекрытий обрабатывают антисептиками и антипиренами.

Пояс балки изготовлен из прочной конструкционной стали S550GD.

Двутавровая балка получается лёгкой и прочной, за счёт чего вся конструкция отличается высокими показателями несущей способности. В зависимости от заданной несущей способности деревянно-металлическая двутавровая балка может иметь разную высоту центральной стенки, соответственно и сама балка имеет диапазон высот от 230мм до 550мм.

Расчет всех элементов конструкции (стропил, балок перекрытия, стоек) производится по специальной программе сообразно с пожелания заказчика относительно шага балок (расстояния между осями балок), а также несущей способности перекрытия, что дает возможности выбрать наиболее оптимальный вариант.

Видео о прочности двутавровых балок HTS

«HTS Rusland» — Ваш надежный партнер!

Мы предлагаем купить двутавровые деревянные балки, которые изготавливаются из ЛВЛ в качестве поясов балок и стенки из конструкционной профилированной стали. Деревянно-металлические двутавровые балки перекрытия, помимо цены, наделены преимуществами, среди которых особо стоит отметить:

• лёгкость, за счёт чего нагрузка на фундамент минимальна;
• стабильная геометрия и высокая точность;
• быстрый монтаж.

Наши специалисты производят точные расчеты, учитывая предыдущий опыт. При индивидуальности каждого проекта, всё же имеются общие черты.

Правила техники безопасности

Выполняя монтажные работы по установке двутавровых балок, изначально их нужно закрепить при помощи временных элементов, которые затем меняют на постоянные стационарные фиксаторы. По технике безопасности категорически запрещается начинать эксплуатацию балок, пока мастера не снабдят их обвязкой, и не будут сняты временные держатели.

Демонтаж можно проводить лишь после того, как мастера удостоверятся в наличие обвязки на балках. Закрепленные исключительно временными фиксаторами, двутавровые перекрытия способны выдержать только вес рабочих и монтажного оборудования. Очень важно знать, что бракованные или деформированные балки не ремонтируются своими руками или на производстве и не могут быть установлены на свои посадочные места, ни при каких обстоятельствах.