Деревянные двутавровые балки перекрытия и стропильной системы
Двускатная стропильная система
Узел 1. Варианты опоры стропил на мауэрлат (обвязочный брус)
Существует несколько способов опоры и крепления стропил из двутавровых деревянных балок на мауэрлат. Рассмотрим наиболее распространенные: 1- делая выемку с нужным углом в брусе мауэрлата; 2- устанавливая стропила на кронштейны Simpson (кронштейн VPA с регулируемым углом наклона); 3- подкладывая призмы из бруса (или LVL бруса) для увеличения площади опирания. При длине стропил свыше 6 метров рекомендуется делать вставки из фанеры/OSB на опорах для снижения нагрузки на стойку двутавра. Блок-балки необходимы для дополнительной жесткости конструкции, обеспечения устойчивости стропил в вертикальном положении.
- Мауэрлат (брус, доска)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Блок-балки
- Вставка из OSB-3/фанеры
- Шурупы/гвозди
- Кронштейн VPA
- Выемка в мауэрлате
- Призма из LVL/деревянного бруса
Узел 2. Решение карнизного свеса. Лобовая доска по углом.
Узел применяется, если необходимо сделать широкий торец карнизного свеса, например, из архитектурных соображений в домах в стиле «шале» или «фахверк». Для этого торцы стропил из двутавровых балок с обоих сторон усиливают вставками из доски. К вставкам крепится лобовая доска.
- Мауэрлат (доска, брус)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Блок-балки
- Вставка из OSB-3/фанера/доска/
- Гвозди/шурупы оцинкованные
- Кронштейн Simpson VPA
- Уголок конструкционный
- Усиление торца (доска/фанера)
- Лобовая доска
Узел 3. Решение карнизного свеса. Лобовая доска отвесная.
Стандартный узел с завершением карнизного свеса одной лобовой доской. Торцы двутавровых балок усиливаются горизонтально расположенными вставками из доски или фанеры. Блок-балки необходимы для дополнительной жесткости конструкции, обеспечения устойчивости стропил в вертикальном положении.
- Мауэрлат (обвязочный брус)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Блок-балки
- «Гнездо» в мауэрлате для установки стропил
- Уголок конструктивный
- Усиление торца двутавра (доска, фанера)
- Гвозди/шурупы
8. Лобовая доска
Узел 4. Решение карнизного свеса. Выпуски из доски.
Одним из вариантов решения карнизного свеса является удлинение стропил за пределы контура дома при помощи доски. Минимальная величина крепления- 80 см. Зазор между доской и верхней полкой двутавра- 5 мм.
- Мауэрлат (обвязочный брус)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Блок-балки
- Удлинение стропил (доска)
- Гвозди/шурупы
- Уголок конструкционный
- Призмы (брус/LVL)
- Лобовая доска
Узел 5. Опора стропил на консоли перекрытия.
Узел используется при необходимости опереть стропильные ноги на консольное перекрытие. В местах опирания балок устраивается обрешетка из доски. Стропильные ноги жестко крепятся к обрешетке. Узел выноса двутавровых балок за пределы контура дома (консоль) смотрите в разделе узлы каркасного дома.
- Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Вставки (фанера/OSB)
- Обрешетка на консолях (доска)
- Уголок конструкционный, с 2-х сторон от стропильной ноги
- Шурупы/гвозди оцинкованные
Узел 6. Опора стропил на конек. Внахлест.
Деревянные двутавровые балки, используемые в качестве стропил, можно соединять на коньке несколькими способами. Наиболее экономичным, и оттого распространенным, является способ соединения «внахлест». Крепление парных стропил между собой осуществляется на шпильки. Для обеспечения жесткости и устойчивости балки соединяются блок-балками.
- Сдвоенные деревянные двутавровые балки (конек)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Вставки (фанера, OSB)
- Гвозди/шурупы
- Шпильки
- Блок-балки
- Уголок конструкционный (8 шт на 1 блок-балку)
Узел 7. Опора стропил на конек. В стык.
Крепления стропил на коньке осуществляется при помощи вставок из фанеры/OSB. Узел удобен и быстр в монтаже, если есть возможность раскроить по шаблону листовой материал. Можно заказать у нас вставки из фанеры/OSB, для этого нужно точно знать угол наклона кровли.
- Сдвоенные деревянные двутавровые балки (конек)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Вставки (фанера, OSB)
- Гвозди/шурупы оцинкованные
- Блок-балки
Узел 8. Опора стропил на конек. На кронштейны.
Очень технологичный и удобный вариант крепления стропильных балок к коньку. Наиболее часто используется в четырехскатных кровлях. Нижняя полка двутавровой балки одевается «в сапожок» кронштейн Simpson LSSUI с регулируемым углом наклона опорной части. Верхняя полка фиксируется перфорированной лентой. Кронштейны нужно заказывать заранее.
- Сдвоенные деревянные двутавровые балки (конек)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Вставки (фанера; OSB-3) в стропила
- Гвозди/шурупы оцинкованные
- Перфрорированная лента
- Вставки (фанера/OSB-3) в конек
- Кронштейн Simpson LSSUI
Узел 9. Фронтонный вынос двутавровыми балками
Решение подходит, когда архитектурным решением предусматривается устройство широкой лобовой доски. Вариацией такого решения может быть замена лобовой доски на двутавровую балку.
- Фронтон (каркас/брус/блоки/кирпич)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Деревянные двутавровые балки (выносы)
- Уголок конструкционный
- Лобовая доска
- Блок-балки
- Вставки (доска/фанера)
Узел 10. Фронтонный вынос доской
Узел является наиболее распространенным для большинства домов с классической архитектурой и стандартной шириной лобовой доски.
- Фронтон (каркас, блоки, кирпич, брус)
- Деревянные двутавровые балки (стропила)
- Вставка OSB/фанера/доска
- Шурупы/гвозди
- Уголок конструкционный 35х50х50
- Вынос фронтона (доска)
- Лобовая доска
- Блокировки (доска)
Узел 11. Проем в кровле (мансардное окно)
Проемы в кровле решаются прерыванием одной или нескольких стропильных ног. Если конструктивно предусмотрено устройство широкого проема (под «кукушку», например), стропильные ноги, к которым примыкают блок-балки, обрамляющие проем сверху и снизу, делаются сдвоенными.
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.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!
Производство деревянных двутавровых балок
Цены на деревянные двутавровые балки
СКИДКИ % !
Цена, руб./пог.м
Балка c деревянной полкой,
длина до 12 метров
Цена, руб./пог.м
Балка с полкой из ЛВЛ бруска
Цена, руб./пог.м
Бесплатная раскладка и расчет балок + 7 495 797 05 60
Деревянный двутавр — прочная основа конструкции дома
Двутавр – строительный профиль с сечением, имеющим вид буквы Н, повернутой набок. На строительстве промышленных объектов используют сварные и прокатные двутавровые балки из стали и бетона. В малоэтажном строительстве домов в качестве элементов опалубки перекрытий применяют деревянные двутавровые балки (ДДБ). Несмотря на «воздушность» сечения, конструкция в несколько раз прочней и жестче элементов из швеллера и уголка. По набору характеристик ДДБ занимают лидирующее положение среди аналогичных строительных деталей.
Разновидности
Двутавры из древесины могут отличаться по составу. Традиционная структура состоит из трех элементов – двух брусьев, соединенных между собой по вертикали доской (стойкой).
Со временем производители строительных материалов пришли к более совершенной конструкции балки, заменив детали из цельного дерева на клееный брус и OSB. Расчеты и чертежи показали, что ее можно сделать из более дешевых древесных материалов. Современное производство предусматривает изготовление полок из клееного бруса, а вертикальной стойки – из фанеры или листа OSB.
Достоинства
- универсальность строительного материала заключается в том, что его применяют для формирования опорного каркаса кровли, черновых полов и опалубки перекрытий;
- вес деревянных двутавров (1 погонный метр колеблется в пределах от 3,2 до 5,8 кг) позволяет монтировать конструкции без привлечения грузоподъемных механизмов;
- высокая скорость монтажа перекрытий сокращает сроки малоэтажного строительства;
- прочностные характеристики не уступают показателям аналогичных конструкций из металла и бетона;
- ДДБ перекрывают пролеты длиной до 15 м;
- высокая звукоизоляция и низкая теплопроводность обеспечивают комфортные условия пребывания людей в доме;
- простота изготовления балок позволяет наладить их производство в домашней мастерской;
- пропитка антисептиками и огнезащитными составами значительно повышают безопасность эксплуатации конструкций;
- форма поперечного сечения позволяет в продольных проемах балок прокладывать коммуникации различного назначения, что увеличивает объем и полезную площадь помещений;
- цены на ДДБ существенно ниже стоимости аналогичных изделий из других материалов.
Описание процесса изготовления ДДБ
Из цельной древесины
Балки, основой которых является натуральное дерево, изготавливают следующим образом:
- Из сухих обрезных и строганых досок, согласно чертежам, путем распила и сращивания формируют стойки, верхние и нижние пояса двутавра.
- В горизонтальных элементах фрезером выпиливают продольные пазы по толщине стойки.
- Пазы заполняют клеевым составом.
- Ширина пазов и толщина вертикальной стенки должны быть такими, чтобы стойка входила в пропил полки с небольшим усилием.
- Стойку вставляют в нижний паз, а затем сверху прижимают верхний пояс.
- Специальным прессом пояса балки сжимают и оставляют их на время застывания клея в сушильной камере.
- В некоторых случаях производят подклейку дополнительных накладок из древесины для повышения несущей способности ДДБ.
Комбинированная конструкция
Процесс изготовления таких балок ничем не отличается от изготовления ДДБ из цельной древесины. Применение фанеры, ОСП и клееного бруса полностью исключает продольное скручивание элементов балки, чему подвержены изделия из цельного массива дерева. Это дает экономию при изготовлении ДДБ, не ухудшая показатели несущей способности.
- Плиту из клееной фанеры разрезают циркулярной пилой на брусья требуемых размеров.
- Листы ОСП распиливают в соответствии с размерами вертикальной стенки.
- На фрезерном станке в клееном брусе делают продольный пропил, соответствующий толщине вертикальной стенки.
- Пропилы в полках заполняют клеем.
- OSB стенку вставляют в пропилы верхнего и нижнего бруса.
- Готовую балку в сушильной камере зажимают прессом и оставляют до полного высыхания клея.
В зависимости от условий строительства, применяют обе разновидности балок.
Технология устройства опалубки перекрытия
Деревянными балками перекрывают 1 этаж и формируют чердачное перекрытие 2 этажа дома. Использование ДДБ на строительстве зданий выше 2 этажа считается нецелесообразным, вследствие существенного увеличения нагрузки на деревянные конструкции. Перекрытие из деревянных двутавровых балок монтируют в следующем порядке.
- Горизонтальную поверхность стен, сложенных из кирпича, блоков или бруса доводят до единого уровня цементной стяжкой, деревянными прокладками.
- По периметру верха стен укладывают доски, которые крепят к ограждениям.
- Балки заводят на стены и располагают их с шагом 500–600 мм. Размер шага может быть другим, в зависимости от проекта.
- ДДБ крепят к доскам гвоздями или саморезами.
- Несколько балок разрезают на отрезки для установки поперечных связей, соединяющих балки. Количество и частота крепления определяется проектом.
- Снизу подшивают потолок из фанеры или OSB листов.
- В межбалочные проемы укладывают маты из минеральной ваты, плиты пенопласта или другой теплоизоляционный материал. Заполнение проемов обеспечивает высокую тепло- и звукоизоляцию перекрытия.
- Сверху укладывают фанеру или листы OSB.
- Проемы в стенах между торцами балок заполняют кладкой и устанавливают перемычки для продолжения возведения стен 2 этажа.
- Окна в ограждениях здания там, где видны торцы балок, заполняют кладкой из кирпича, стеновых блоков или закрывают подходящим листовым материалом.
- В чердачном перекрытии предусматривают установку крепежных узлов для монтажа стропил.
Монтаж кровли
В качестве стропил используют деревянные двутавровые балки. Каркас кровли монтируют следующим образом:
- по периметру стен вверху укладывают брус, который крепят с помощью монтажных деталей дюбелями и саморезами;
- устанавливают под наклоном ДДБ, соединяя их вверху металлическими накладками;
- монтируют горизонтальные связи из бруса, обеспечивающие жесткость каркаса кровли;
- на балки укладывают обшивку из доски и укрывают мягкой кровлей;
- изнутри крыши пространство между двутаврами заполняют теплоизоляционными материалами (минеральной ватой, пенопластом или пенополиуретаном);
- внутреннюю поверхность кровли защищают гидроизоляцией и обшивают доской или вагонкой.
Устройство черновых полов
Вместо укладки лаг, на грунтовом основании 1 этажа дома черновые полы настилают из деревянных двутавровых балок:
- на грунтовом основании 1 этажа устраивают подушку из песка и щебня;
- делают цементную стяжку и закрывают всю поверхность гидроизоляцией;
- устанавливают ДДБ, соединяя их между собой перемычками;
- между балками укладывают теплоизоляцию;
- основание пола из листового материала крепят к черновому каркасу саморезами или гвоздями.
Монтаж арочного каркаса
Для быстрого возведения легких построек (дачных домиков, теплиц, сараев) применяют монтаж арочных каркасов из ДДБ. Арка состоит из 4 балок. Два элемента устанавливают на фундаменте под небольшим углом, два других отрезка крепят к нижним опорам и соединяют их вверху.
Нижние части арки являются опорой для стенового ограждения. Верхние балки выполняют функцию основы кровельного покрытия.
Арки раскрепляют поперечными связями (брусом или досками). Проемы между арками и торцы сооружений снаружи заполняют стеновым ограждением (доской, вагонкой или полиэтиленовой пленкой). Устанавливают окна и двери. Верхние балки покрывают досками и мягкой кровлей.
Изнутри пространство между двутаврами заполняют теплоизоляцией. Стены и потолок обшивают доской или вагонкой.
Размеры
Производители придерживаются стандартных размеров ДДБ, ориентированных на сложившийся спрос. Изготовитель может произвести изделия по индивидуальному заказу. В таблице приведены наиболее применяемые размеры деревянных двутавровых балок в миллиметрах.
Двутавровые деревянные балки для перекрытий: виды, преимущества и сфера применения
Отечественное домостроение с давних времен ориентируется на применение крупных и тяжеловесных элементов каркаса, благодаря которым сооружаются прочные и надежные конструкции с высокой несущей способностью. Однако в условиях современного рынка с учетом стремления потребителей к сокращению финансовых ресурсов при строительстве ситуация изменилась в обратную сторону. Этот процесс, в частности, иллюстрирует распространение двутавровых деревянных балок для перекрытий, которые в Канаде и Северной Америке используются для сооружения модульно-каркасных домов.
Концепция
Замена капитальных твердотельных и выносливых конструкций дает множество преимуществ, в числе которых расширение возможностей строительства верхних частей сооружения. Именно эти функции обеспечивает двутавровая система, объединяющая в себе жесткость монолитных балок и функциональность облегченных строительных ферм. Классические цельные бревна нерационально использовать на верхнем этаже, поскольку они перегружают базовый несущий каркас. В свою очередь, двутавровые деревянные балки для перекрытий формируют достаточную конструкционную поддержку, но не снижают качество выполнения первостепенных задач. Аналогию при сравнении железобетонных или монолитных деревянных конструкций с элементами модульно-каркасных сооружений можно взять из примера арматурных стержней. Обычные толстые металлические прутья успешно заменяются тонкими легкими изделиями из стеклопластика, в которых при этом сохраняются те же прочностные характеристики.
Как элемент перекрытия
Для начала нужно разобраться с техническими особенностями перекрытия в частных домах. Это конструкция, представляющая собой горизонтально расположенный элемент плиточной формы, который выполняет ограждающую или удерживающую несущую функцию. В обычных одноэтажных домах или коттеджах перекрытие выступает своего рода перегородкой, по высотному уровню отделяющей первый этаж от чердачного помещения или мансарды. Поэтому стоит изначально рассматривать деревянные двутавровые балки в перекрытиях и стропильных системах как элемент с двусторонним функционалом. В зависимости от обустройства крыши, на двутавровые балки могут оказывать давление и опорные стойки от кровельного покрытия. Что касается конструкции самого перекрытия, то базовый ее скелет составят ребра жесткости, которые будут направляться по мауэрлату от одной стены до противоположной. То есть двутавровые балки сформируют силовой каркас уже для монтажа менее ответственных и по большей части декоративных элементов конструкции, например, обшивки из древесно-стружечных материалов.
Устройство
Сразу надо отметить, что принципы и технология изготовления строительной двутавровой балки формировались долгое время, и в середине 20 века сборка осуществлялась на основе тех же монолитных брусков и промежуточной разделяющей планки. Однако способ компоновки принципиально не изменился. Это та же система, которая складывается из центральной стенки и двух силовых перекладин. Сегодня же двутавровая деревянная ригель-балка для устройства перекрытий изготавливается из ориентированно-стружечной OSB-панели и LVL-брусков (клееный брус). С одной стороны, высокие технико-эксплуатационные качества двутавра обеспечиваются уникальным сочетанием физических свойств двух современных материалов, а с другой – самой компоновкой, в которой оптимизируется несущая способность с сохранением оптимальных размерных и весовых показателей, что также исключает перегрузки относительно каркаса здания.
Эксплуатационные особенности перекрытия
Практика перехода от цельных мерных балок и конструкций перекрытия к оптимизированной технологии двутавровой балки демонстрирует следующие конструкционные особенности сооружения:
- Практически отсутствуют ограничения по креплению уже упомянутой обшивки к ребрам двутавра. Посредством механического жесткого крепежа или путем приклеивания к несущему скелету можно фиксировать ДСП, МДФ, фанеру и даже ламинированные панели при необходимости.
- Балки на высоте даже без дополнительной поддержки за счет сложной и неоднородной структуры обеспечивают необходимую жесткость перекрытия, достаточную для исключения вероятности прогиба.
- Применением напольных черновых покрытий толщиной не менее 2 см можно существенно повысить жесткость двутавровых деревянных балок. Для межэтажных перекрытий или при отделении мансарды это особенно важно, так как на верхний уровень будут оказываться более высокие нагрузки.
- Многое по-прежнему будет определяться способом монтажа и, в частности, типом крепежных материалов. Но в этой части стоит подчеркнуть, что производители расширяют ассортимент модифицированных балок с замковыми соединениями и пазовыми крепежами, которые в принципе позволяют обходиться без строительного клея, скоб, перемычек и метизов при выполнении монтажа.
- Применение вспомогательных распорок и блокировок при наложении потолков без силовой обвязки позволяет минимизировать вибрации пола, снижая также и риски возникновения скрипов.
Разновидности
Деревянные балки такого типа в основном разделяют по признаку типоразмера. Но существуют как определенные унифицированные форматы выпуска, так и изделия, которые рассчитываются индивидуально под конкретные условия применения. В обоих случаях отмечаются размерные диапазоны, в которых условно выделяются следующие виды двутавровых деревянных балок для перекрытий:
- Модели для коротких пролетов. Высота балки составляет 240-300 мм, а максимальная ширина достигает 38-40 мм. Подходят в качестве модульного элемента в перекрытиях для небольших загородных строений.
- Универсальные балки для коммерческих и жилых домов. В данном случае высота может достигать 400 мм, а толщина – 64 мм. Расширение монтажной зоны за счет увеличения размера брусков дает больше возможностей для укладки черновых покрытий.
- Массивные балки для каркасов, испытывающих высокую нагрузку. Высота достигает 450 мм, а толщина – 90 мм. Такие элементы преимущественно используются в промышленных и коммерческих объектах, где в принципе допускается использование древесины в несущих конструкциях. Что касается частного сектора, то в таких проектах подобные балки могут задействоваться как стержни стропильной системы крыши или мауэрлаты.
Определение нагрузки на балки перекрытия
Главная задача проектировщика на этапе разработки схемы перекрытия заключается в оценке потенциальной нагрузки на несущие элементы. От нее следует отталкиваться при подборе двутавровых деревянных балок для перекрытий по размерам. Также важно определить шаг в расстановке ребер жесткости. Например, постоянная статическая нагрузка, которая предполагается на чердаке, составляет 50 кг. Для запаса на динамическую нагрузку базовая величина умножается на коэффициент от 1,3 до 1,5 в зависимости от типа нагрузок. Так, на выходе может получиться 75 кг. Этот показатель учитывает собственную нагрузку перекрытия, но в зависимости от объектов, которые будут размещаться на чердаке, эта величина может повышаться в несколько раз. К ней стоит добавить и вес от вспомогательных усиливающих и теплоизоляционных материалов.
Расчет двутавровых деревянных балок для перекрытия
В первую очередь надо подчеркнуть, что каждая балка получает на выпуске своего рода паспорт, в котором указываются все основные физико-технические характеристики с допустимой весовой нагрузкой. Даже при условии соответствия этих параметров у разных элементов нагрузочная мощность может быть разной, так как на нее влияют и другие факторы – от породы древесины до технологии изготовления. Стандартный расчет двутавровых деревянных балок для перекрытия производится по высоте и ширине – показатели, которые варьируются от 100 до 450 мм и от 30 до 90 мм соответственно. При этом высота подбирается на основе предполагаемого слоя утеплителя и планируемой прокладки коммуникационных каналов. Даже минимальной величины в 100-200 мм достаточно, чтобы группа ребер жесткости выдерживала нагрузку в 200-250 кг. При необходимости недостаток мощности балки можно компенсировать частотой ее расположения – отступы варьируются от 0,5 до 1,5 м.
Самостоятельное изготовление
В изготовлении балки двутавра нет ничего сложного. Материалы типа OSB-плиты и клееного бруса сегодня доступны на рынке в разных форматах. Что требуется от исполнителя в ходе монтажа? Только умелое обращение с инструментом и выверенный расчет геометрии элементов. Плита подходящей ширины устанавливается с двух сторон в подготовленные пазы двух брусков по всей длине. Собственно, основная задача сводится к формированию этих пазов. Это можно сделать электролобзиком и стамеской подходящего формата. Что касается крепления, то двутавровые деревянные балки для перекрытий удерживаются и прессуются собственным весом при эксплуатации, поэтому специального физического крепежа не потребуется. Достаточно клея для фиксации OSB-плиты в пазах на время производства монтажных мероприятий.
Технология установки
Могут быть разные конфигурации монтажа, которые различаются по материалу основы, способу примыкания и требованиям к нагрузке. Так, в качестве основы могут выступать кирпичные стены, деревянные элементы, бетонные плиты и металлические конструкции. В каждом случае монтаж деревянных двутавровых балок для перекрытия производится с помощью соответствующей крепежной фурнитуры:
- Оцинкованный уголок поможет выполнить обвязку с элементами стропильной системы.
- Примыкание бруса к кирпичу или бетону оформляется металлическим хомутом.
- Продолговатые линии смычки независимо от материала основания (в том числе с переходными участками от кирпича к древесине) выполняются с помощью монтажных металлических лент.
- Ответственные узлы-соединения перекрытия со стенами обеспечиваются стяжными хомутами.
Преимущества технологии
Согласно отзывам специалистов, к достоинствам двутавра можно отнести следующие эксплуатационные факторы:
- Почти идеальная геометрия, что облегчает последующие работы по устройству чернового покрытия.
- Высокая прочность. Жесткость балок из клееного бруса практически исключает изгибающие моменты и деформацию конструкции.
- Широкие возможности совмещения с другими материалами. Подобрав оптимальные размеры двутавровой деревянной балки для перекрытия, можно органично вписать в их нишу теплоизолятор – даже мелкий формат с высотой 250 мм и шириной бруска в 30 мм позволит интегрировать небольшие панели пенополистирола или плиты минваты.
- Высокая звукоизоляция. Опять же, уникальная комбинация составных частей балки позволяет минимизировать вибрации и шумовые воздействия за счет демпфирующего эффекта.
Функциональные возможности
По отзывам, одним из ключевых преимуществ двутавра является то, что он формирует свободное пространство за счет пазов между ребрами жесткости. В них при помощи замыкающих приспособлений удобно прокладывать инженерные сети – трубопроводы, электрическую проводку и другие линии, для которых требуется скрытая проводка. В этом смысле преимущества двутавровых деревянных балок для перекрытий перед обычными монолитными конструкциями будут заключаться в двух моментах. Во-первых, это наличие ниш для удобной установки трассы. Во-вторых, отсутствие ограничений, связанных с контактным примыканием того же электрокабеля или трубы с горячим теплоносителем к поверхностям балки. И плита OSB, и клееный брус в двутавре подвергаются специальной обработке, которая делает возможным подобное сопряжение.
Заключение
Данная технология выгодна как универсальное конструкционное решение в модульно-блочном строительстве домов с разными характеристиками. Это подтверждают и отзывы о двутавровых деревянных балках для перекрытий, в которых отмечается и удобство монтажа, и технико-эксплуатационные достоинства материала. Что касается экономического фактора, то, как отмечают потребители, двутавр в некоторых модификациях действительно стоит дороже обычных балок. Но эту разницу компенсирует снижение затрат на транспортировку и погрузочно-разгрузочные мероприятия, а также высокая долговечность конструкции, не требующей специального техобслуживания.
