Деревянные двутавровые балки перекрытия и стропильной системы

Порядок изготовления деревянной балки двутавровой

Подразумевается, что материалы просушены, отбракованы и готовы к использованию.

Планки

Наиболее важный технологический этап. От того, насколько точно произведена разметка, зависят долговечность двутавровой балки и ее способность держать расчетную нагрузку. Даже малейший перекос стенки будет иметь самые негативные последствия. Выборка древесины в брусе должна вестись строго по осевой линии заготовки. Это и учитывается при разметке деревянной детали под двутавровую балку. Причем независимо от линейных параметров планки.

Часто встречающийся вопрос – какова глубина паза в брусе? Здесь нужно ориентироваться на габариты стенки. Рекомендуемая выборка дерева – порядка 10% от длины двутавровой балки.

Стенка

Так как она устанавливается в пазы, подготовленные в брусе, соответствующие кромки листа (плиты) следует немного стесать.

Сборка двутавровой балки

Сам процесс изготовления, когда все грамотно организовано, много времени не занимает.

Промазка клеем пазов в планках.
Установка в заготовку, которая является нижней, листовой или плитной стенки.
Накладка бруса сверху, прижим и выравнивание.

Особенность работы

Необходимо не только добиться плотного прилегания всех частей двутавровой балки, но и избежать их перекоса в процессе высыхания клея. Для этого следует использовать любое «железо» с соответствующим профилем. Можно взять готовый швеллер по размерам планок, согнуть листовой металл, придав ему нужную форму. Останется лишь эти детали наложить на собранную двутавровую балку снизу и сверху и зафиксировать хомутами или обмотать веревкой, как кокон.

Практические рекомендации

Расчет параметров двутавровой балки в зависимости от нагрузки лучше доверить профессионалу. Собрать ее своими руками несложно, а вот самостоятельно определить необходимые параметры (к примеру, толщину, ширину заготовок) сможет лишь специалист в этой области. Сэкономив на оплате его услуг, впоследствии можно потерять значительно больше на капитальном ремонте.
Не следует использовать изделия, изготовленные по единому шаблону, для разных условий применения. Опять-таки, из-за возможных отличий по предельной нагрузке.
Покупная древесина, даже промышленной осушки, характеризуется определенным уровнем влажности. Перед тем, как приступать к «конструированию» двутавровых балок и их сборке своими руками, пиломатериалы следует некоторое время выдержать в условиях, где они дополнительно просохнут. В противном случае есть риск, что после установки опорного элемента его поведет, а вместе с ним и всю конструкцию.
Производительность можно существенно повысить, если правильно организовать работу по изготовлению двутавров. Независимо от размеров балок, все они имеют идентичную конструкцию. Следовательно, целесообразно процесс подготовки разбить на несколько этапов. Например, раскрой материалов, шлифовка образцов, их обработка препаратами (антипирены, антисептики) и так далее. При выполнении однотипных операций экономия времени налицо. В этом случае на изготовление одного двутавра уйдет минут 15, не больше.
Решение использовать для стенки доску – не совсем правильное. Рекомендованные выше материалы из фрагментов дерева (фанера, OSB) в процессе изготовления подвергаются «горячему» прессованию. Значит, характеризуются большой плотностью. А вот о древесине такого не скажешь. Поэтому доска при сборке двутавровой балки используется крайне редко – при небольшой высоте изделия, и то, по необходимости. Причем берутся только плотные породы, а они стоят довольно дорого. Да и их защита от впитывания влаги потребует более интенсивной обработки. Вывод – такое решение экономически неоправданно.

Собственно, ничего сложного ни на этапе подготовки, ни в процессе сборки двутавровой балки своими руками нет. Если инженерные расчеты сделаны грамотно, с учетом всех особенностей эксплуатации, то самодельный опорный элемент получится ничуть не хуже заводского. А главное – в точности подойдет по месту установки.

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.

Типичные ошибки

Разберемся, что нужно учесть, чтобы не сделать опасные оплошности, и что может пойти не так при производстве балок.

Ошибка №1

Приобретение неподготовленного сырья. Если вы решили самостоятельно сделать двутавровые деревянные балки для перекрытия, то нужно не забывать о том, что в условиях производства все изготавливается по особой технологии, и применяется калиброванная сухая фурнитура, что не дает балкам и доскам перекручиваться и приобретать неправильные формы.

Ошибка №2

Приобретение и использования неподходящего или чересчур дешевого клея. Например, как бы ни был привлекателен выбор смоляного клеевого состава, это абсолютное нет при работе с двутавровыми балками. У эпоксидной смолы очень плохие клеящие свойства, и для ее затвердевания нужно слишком большое количество времени.

Конечно же, стоит отметить, что не подойдет клей ПВА, какими бы волшебными клейкими свойствами он ни обладал. Клей «Момент» тоже неуместен в данном случае.

Ошибка №3

Неверное сопряжение самих балок. Здесь надо понимать, что это не простые деревянные, но двутавровые балки, и крепить их внахлест – большая ошибка. Их необходимо приложить встык и закрепить пластинами.

Нельзя использовать перфорированную ленту, чтобы впоследствии балки не опрокинулись. Нужно использовать точные расчеты по калькулятору.

Ошибка №4

Использование неправильных крепежей. Самым несуразным кажется использование строителями монтажной пены для заделывания отверстий. Закладка должна быть строго специальная. Возбраняется использовать неправильный доугун, это нарушит несущую способность перекрытия, и вся конструкция может обрушиться.

Не используются также в отношении двутавровых балок обыкновенные шурупы, так как сами по себе они не выдерживают серьезные нагрузки. Следует помнить, что шурупы не являются конструкционными деталями – они могут лишь прикрепить что-то легкое по весу

Обратите также внимание на доугун – если его высота недостаточна, то использовать нельзя. Размер тоже имеет значение – маленький кронштейн недопустим

Ошибка №5

Использование сторонних деталей, не предусмотренных конструкцией. Не нужно ничего дополнительно подкреплять просто «для страховки». Обычное крепление двутавровых балок и так плотное и не требует излишних деталей. На рисунке показаны типичные ошибки при монтаже.

Крепление балок к стене

Балки перекрытия могут соединяться со стенами несколькими способами.

В кирпичных или брусовых домах концы балок заводят в пазы («гнезда»). Если используются брусья или бревна, то глубина заложения балок в стены должна составлять не менее 150 мм, если доски – не менее 100 мм.

Части балок, соприкасающиеся со стенками «гнезда», гидроизолируют, оборачивая их двумя слоями рубероида. Торцы балок срезают под 60° и оставляют неизолированными , чтобы обеспечить свободное «дыхание» древесины.

При заведении в «гнездо», между балкой и стеной (со всех сторон) оставляют вентиляционные зазоры в 30-50 мм, которые заполняют теплоизоляцией (паклей, минеральной ватой). Балку опирают на основание паза через антисептированну ю и гидроизолированн ую деревянную дощечку толщиной 30-40 мм. Боковые стороны паза можно засыпать щебнем или замазать цементным раствором на 4-6 см. Каждую пятую балку дополнительно скрепляют со стеной при помощи анкера.

В деревянных домах балки заглубляют в пазы стен не менее, чем на 70 мм. Чтобы предотвратить появление скрипов, между стенками паза и балкой прокладывают гидроизоляционны й материал. В некоторых случаях балки врезают в стены, выполняя соединения типа «ласточкин хвост» и т.п.

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

цокольные,
межэтажные,
чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

балки,
подшивное перекрытие,
изоляционные слои,
накат,

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

Если устанавливаются балки перекрытия в деревянном доме, следует учитывать его усадку в течение года после возведения. Избежать деформации вследствие этого можно следующим способом: сочленения брусьев с наружными стенами закрепляются не жестко, а концы брусьев обрезают под 60º. В кирпичных стенах делают по-другому: в процессе возведения предусматривают специальные гнезда для закладки бруса. Между его концом и кирпичом должна находиться пропитанная битумом подкладка.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.

Устройство полов деревянными двутаврами

Весьма эффективно использование деревянных двутавровых балок при устройстве полов. На качество полов существенно влияет правильный подбор балок и их опирание, вместе с грамотным монтажом несущих конструкций и сопутствующих элементов в соответствии со СНиП.

Настил пола двутаврами делается за меньший срок, узлы конструкции получаются жесткими, а пол не скрипучим. Для устройства чернового пола рекомендуется использовать толстую половую доску, это повысит качество и снизит вибрацию. К двутаврам легко прибиваются все элементы настила, а их конструкция улучшает характеристику полов в доме и срок их эксплуатации.

При использовании двутавровых балок с шагом один метр встает проблема чернового пола ОСБ. Плита и аналогичные ей материалы не подходят из-за вероятности слома или больших прогибов. Настил будет пружинить и раскачиваться. Для расстояний между балками в 1 метр лучше изготавливать обрешетку из толстой доски или бруса. Другой вариант усиления настила устройства – несколько слоев перекрытий, что значительно удорожает работы.

Крепление к двутавровой балке

Не рекомендуется использование саморезов, особенно черных, для крепления настила или других элементов к двутавровым балкам. Сталь, используемая для изготовления саморезов, не выдерживает нагрузок срезания и скалывания. Для фиксации чернового пола и прочих элементов специалисты рекомендуют гвозди и шурупы, желательно оцинкованные, они обеспечат длительный срок службы. Рассверливание балок не требуется, соединения пояса со стойкой надежные и жесткие, прибить или прикрутить к двутаврам элементы пола несложно.

В заключение еще несколько слов о защите двутавров от огня, влаги и насекомых. Как правило, основная обработка происходит при изготовлении двутавровых балок. Биозащитными и огнеупорными составами хороший производитель, имеющие специальные службы, пропитывает изделия во время производства. От воздействия влажности и гниения рекомендуется дополнительно покрывать деревянные элементы краской или лаком, особенно, если двутавры используются во внешних конструкциях, не защищенных гидро- и пароизоляцией.

Двутавровые балки из дерева.

Элементы лестницСпецифика выбора материалов для гидроизоляции

Элементы лестницОсновные тезисы о межэтажных перекрытиях

Балки обвязки

Балки обвязки я решил делать по американскому способу built-up beam ну или по нашему – балка из сплоченных досок.

Суть конструкции очень проста. Балка собирается из бутерброда – доска, 12мм фанера, доска, 12мм фанера…. стыки фанеры и досок делаются вразбежку. Слои промазываются клеем и весь бутерброд пробивается гвоздями с шагом примерно 30см в шахматном порядке.

В чем преимущество составной балки перед цельным брусом?

Балка получается сухой, так как делается из сухой доски. Вероятность кручения, растрескивания и прочих деформаций минимальна, в отличии от массивного бруса естественной влажности
Балку можно сделать произвольной длинны
Балку можно сделать на месте и не таскать тяжеленный брус туда сюда
Прочность составной балки выше чем у бруса аналогичного сечения. Расчеты и доказательства можно найти в сети.

Свайщики советуют на обвязку брать брус сечением не меньше 200х200.

Но в моем случае балка будет из 4 досок 40х150 с 2 слоями фанеры, + прямо на нее встанет обвязка стены, жестко связанная с балками и образующая подобие тавровой системы. К тому же дом таки легкий и одноэтажный. Итого получается составная балка сечением практически 200х200.

Процесс изготовления балки был не хитер. Балка собирается на боку и после готовности ставится на ребро.

Прямо на обвязку свай кладем доски, выравниваем.
Мажем клеем (Я использовал ПВА класс водостойкости D3)
Кладем предварительно заготовленные полосы из фанеры, притягиваем фанеру короткими саморезами. Кстати полосы фанеры лучше делать мм на 5 уже высоты доски. То есть в моем случае где то 145мм.
Мажем клеем
Следующий слой досок, стягиваем струбцинами и более длинными саморезами
мажем клеем
еще слой фанеры с саморезами
снова клей
Финальный слой доски, стягиваем струбцинами и пробиваем весь бутерброд 150мм гвоздями.

Балка готова. После высыхания кантуется на ребро и готова к использованию.

Расчет нагрузки на деревянные двутавровые балки

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

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

При этом нужно выполнять следующие рекомендации:

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

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

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

Виды балок перекрытия – преимущества и недостатки

Деревянные балки

Их чаще всего выбирают в качестве перекрытий в домах из дерева, бруса, в кирпичных домах и домах, построенных из газосиликатных блоков для мансардных перекрытий, а также в случаях, если хотят сэкономить на материалах, либо если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия между этажами, а также при нестабильных грунтах на участке.

Основной материал, используемый для балок подобной вариации – древесина лиственной и хвойной породы, тщательно просушенная и прошедшая специальную обработку, что позволяет улучшить её эксплуатационные и технические параметры. Подобное балочное перекрытие включает в себя непосредственно сами балки, утеплитель, накат и пол.

Преимущества:

удобство и простота монтажа;
приемлемая стоимость;
незначительный вес изделия.

Недостатки:

высокий уровень огнеопасности;
подверженность поражению жуком-короедом;
возможное гниение конструкции с течением времени;
конструкция перекрытия по деревянным балкам применяется только до четвертого этажа.

С целью упрощения расчета деревянной балки и выбора для нее сечений и шага мы приводим таблицу, которая поможет определиться с предварительным выбором сечений для однопролетных деревянных балок. Вам остается только собрать нормативные нагрузки:

При монтаже деревянные балки перекрытия укладываются на поперечные опоры, которыми может служить дополнительный брус, либо армопояс, залитый по периметру кладки стены. Поперечные опоры служат для равномерного распределения нагрузки на стены, и далее на фундамент дома. Части балок, укладываемые на стены, оборачиваются гидроизоляционным материалом. Обычно используют рубероид, при этом торцы не изолируют, что позволяет балке «дышать».

Самое главное при выборе материала для перекрытий по деревянным балкам — внимательно подбирать качественную древесину без трещин, повреждений, хорошо высушенную, с пропиткой от возгорания и гнили, а также с подходящим для постройки расчетным сечением балок.

В частном строительстве частая практика — использование монолитных бетонных перекрытий, либо других видов наиболее прочных перекрытий на нижних этажах постройки, и одновременное использование балочных перекрытий на более высоких этажах — например, мансарде. Делается это с целью облегчения общих нагрузок на фундамент.

Стальные балки

Металлические балки перекрытия выполнены из высокопрочного стального сплава по технологии горячего или холодного катания. Конструктивно представлены в виде двутавра, швеллера или уголка, при этом двутавровые балки имеют наибольшую востребованность и популярность. Укладка возможна, как «плашмя», так и на ребро.

Преимущества:

допустимы пролеты большей длины, нежели при использовании балок из дерева;
стойкость к воздействиям биологического характера и гниению;
огнеустойчивость.

Недостатки:

высокая цена;
возможно образование коррозии;
низкие звуко- и теплоизоляционные параметры;
для монтажа требуется специальная техника.

Железобетонные балки

Железобетонные балки перекрытия – оптимальный вариант для крупномасштабного строительства, способный выдержать даже существенные внешние нагрузки при большой длине обустраиваемого пролёта. Нагрузочные параметры представлены на очень высоком уровне.

Преимущества:

отсутствие прогибов;
повышенная несущая способность;
формирование длинных пролётов с различными формами.

Недостатки:

сложность монтажа;
потребность задействования специализированной техники.

Комбинированные балки

Комбинированная балка выполнена на основе сразу нескольких материалов, например, дерева и ОСП. Их использование распространено в частном строительстве при создании каркасных домов. Изделия могут иметь различную форму, но наибольшую распространённость имеет комбинированная двутавровая балка, способная эффективно сопротивляться разного рода внешним нагрузкам, выдерживая даже значительные напряжения.

Преимущества:

отличные прочностные данные;
стойкость к деформированию;
незначительный вес.

Недостатки:

Цены

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.	Брус строганый в мм.	Цена за 1 м. пог. в руб.	Цена с биозащитой в руб.
245	45×65	295	315
300	45×65	310	335
355	45×65	320	340
400	45×65	335	355

Стоимость траверсы за один погонный метр

Правила фиксации двутавров на перекрытиях

Мы уже упоминали, что нарушения технологии изготовления и монтажа перемычек всегда имеет очень неприятные последствия, поэтому не нужно экспериментировать, соблюдайте проверенные временем правила. Балки перекрытия могут фиксироваться несколькими способами.

На специальные металлические кронштейны. Элементы крепятся к несущей стене, на опорные полки устанавливаются балки и прикручиваются саморезами.

Крепление с помощью кронштейнов
С упором на стену, который может быть открытым или закрытым. При первом способе балки лежат на поверхности стен и кладочными материалами не заставляются. Второй вариант предусматривает кладку кирпича или блоков до выравнивания с верхней полкой.

Монтаж с упором на стену