Обзор характеристик и применение двутавровых деревянных балок в строительстве домов. Деревянные балки перекрытия

Хвойные пиломатериалы являются отличным строительным материалом. Из доски/бруса можно сделать практически любой конструктивный элемент дома, или построить полностью деревянный коттедж. Пластичность и универсальность древесины позволяют инженерам придумывать инновационные нестандартные решения, которые открывают более широкие возможности. Одним из таких новшеств является сборная двутавровая балка.

Зачем нужны сборные материалы

Всем известно, что несущие способности деревянных элементов здания напрямую зависят от массивности их сечения. Чем больше планируется нагрузка, тем крупнее должен быть брус или доска. В некоторых случаях, ручные расчёты или калькуляторы показывают необходимость использования очень больших сечений. Из-за этого у застройщика возникает ряд проблем:

• Крупные пиломатериалы дорого стоят.
• Массивная доска/брус - много весят и перегружают несущие конструкции здания (стены, фундамент).
• Большого сечения пилопродукция, даже высушенная, склонна к прогибу под собственным весом, к растрескиванию, к короблению.
• Иногда бывает непросто купить подходящий пиломатериал ввиду разных причин.
• В массиве подобных изделий очень часто приходится сталкиваться с различными природными дефектами, что снижают прочностные характеристики продукции.
• Усложняются работы по прокладке скрытых коммуникаций.
• Снижается тепло- и звукоизоляция подсистем из-за большого содержания древесины и малого содержания изоляционных материалов в конкретной системе.

Во многом именно по экономическим причинам и соображениям практичности, люди начали экспериментировать над созданием крупных несущих элементов из мелких пиломатериалов. Например:

• Cкручивать стеновой брус из нескольких досок
• Делать высокий брус прямоугольного сечения из двух небольших брусков, установленных друг на друга кромками
• Создавать кровельные фермы из относительно тонкого бруска
• Собирать всевозможные тавровые контракции

Что такое двутавровая балка

Двутавр из стали или древесины используется в строительстве давно. Это - общепринятое сечение несущих элементов, которое по форме более всего соотносится с литерой «Н». Расчёты показывают, что подобная геометрия обеспечивает намного более высокую пространственную жёсткость, чем у изделий квадратного/прямоугольного сечения или, допустим, швеллера.

Кстати, считается, название такого изделия происходит от латинского слова «taurus» - бык, то есть двурогий профиль. В некоторых европейских языках аналогичный материал называют «H-shaped» (Н-образные) или «double-T» (двойная Т). У нас есть аббревиатура БДК-1, что тоже значит «балка двутавровая».

Деревянные двутавры пришли к нам из северной Америки, где много строят по каркасным технологиям. Сейчас они активно завоёвывают позиции на постсоветском пространстве. И нужно сказать, совсем небезуспешно.

Конструкция и виды двутавровых деревянных балок

Любая двутавровая балка состоит из трёх элементов. Это комбинация, которую можно описать по формуле:

• Верхний пояс из бруса.
• Стенка (или стойка, переборка).
• Нижний пояс из бруса.

Элементы балки работают под нагрузкой вместе, но основной задачей поясов из бруса является обеспечение плоскостей для возможности удобного монтажа, обшивки, интеграции балки в конструкцию дома. А также пояса не дают изгибаться балке изгибаться по короткой оси, не дают балке скручиваться. Стенка же является ребром жёсткости, в основном обеспечивает стойкость изделия на прогиб по длинной оси, иными словами - основные несущие характеристики.

Пояса обычно выполняются из цельной сухой древесины, в подавляющем большинстве случаев в ход идёт брусок первого, иногда второго сорта. Существуют варианты с использованием бруска, клееного по технологии LVL - из шпона, как фанера. Но они пока являются редкостью в нашей стране. Номенклатура сечения брусков довольно разнообразна, начиная от изделий 40Х40 мм, до 40Х60 или 90Х40 мм. Причём производители при сборке балки могут по-разному ориентировать брусок в пространстве.

Стенка в основном выполняется из двух листовых материалов: Фанеры или OSB. Некоторые фирмы делают также интересные модели балок, где вместо деревосодержащих материалов применяется оцинкованный профлист.
Фанерная стенка выполняется, как правило, их полос берёзовой фанеры марки ФСФ, которая отличается прекрасной прочностью, влагостойкостью, упругостью. Толщина ребра жёсткости из фанеры обычно составляет 24-27 мм. При использовании ориентированно-стружечной плиты в качестве стойки в ход идёт OSB-3, что, как и фанера ФСФ, хорошо противостоит влажности, показывает достойные характеристики по прочности. Толщина переборок ОСП не такая большая, обычно составляет от 10 до 15 мм.

Высота переборки вместе с поясами в стандартном исполнении составляет 200-250 мм. Но также предприятия выпускают балки высотой до 400-450 мм. Чем выше изделие, чем большую изгибающую нагрузку оно может выдерживать. Более высокие балки двутавровые делать нет смысла (ввиду существенных потерь в объёме внутреннего пространства), лучше увеличить количество балок (уменьшить шаг - вместо 50 или 62,5 см до 40 см) или сделать меньше пролёты путём применения опорных элементов. Как вариант, балки можно сдваивать по толщине, используя перфорированные пластины или резьбовые стяжки.

Интересна технология сборки подобных балок. Выполняется она методом склеивания. На полосе фанеры предварительно нарезается двойной шип. Стойка при этом должна входить в пояса на 15-20 мм. Для взаимной фиксации стоек и поясов балки используется высокопрочный водостойкий и теплостойкий клей для дерева, типа «Клейберит». Процесс склеивания нередко происходит под давлением, с тщательным контролем выдержки заданных геотермических форм. Как правило, соединение выполняется в соответствие с положениями ГОСТ 19414-90.

Длина балок деревянных с сечением двутавр в стандартном заводском исполнении, обычно составляет от 4,5 до 6,5 метров. Но, конечно, заказать можно изделия 1-3 метра, или более длинные балки - в 8-9 и более метров. Кстати, при желании всегда можно на объекте разрезать длинную балку под любую кратность, это не сложно сделать любым плотницким инструментом.

Как и любые другие пиломатериалы, балки из дерева обрабатываются антисептиками и огнезащитой. Изделия, предназначенные для комплектации опалубок, окрашиваются атмосферостойкой прочной краской, обеспечивающей большое количество циклов использования.

Достоинства создания и использования двутавровых деревянных балок

• Повышенные несущие характеристики. Удаётся перекрывать большие пролёты и уменьшать шаг расстановки.
• Точность и стабильность формы. Такие изделия меньше крутит, они не усыхаются, не растрескиваются, не разбухают. Нет проблем со скрипами, с появлением неплотностей, провисанием и т.п. отклонения от заявленных размеров - минимальны (порядка 0,5-1 мм по ширине, толщине и прямолинейности граней/кромок).
• Возможность получить нестандартные размеры пол любые условия. Большой выбор размеров стандартных.
• Небольшая масса, которая в среднем примерно вдвое меньше, чем у массивного цельного изделия с аналогичными несущими способностями.
• У сборных балок из бруса и фанеры/ОСП нет критичных дефектов, которые снижали бы прочность.
• Улучшенная огнестойкость и биостойкость полученных конструкций.
• Уменьшенная материалоёмкость клееной балки.
• Высокая степень готовности, высокая скорость монтажа, можно монтировать круглый год. Используется обычный инструмент плотника, не нужны подъёмные краны. Не трудно выполнить черновую подшивку, так как не требуется установка черепных брусков.
• Удобно прокладывать коммуникации внутри конструкций, в том числе сквозь балки. Больше места для утеплителя/звукоизолятора, можно применить большой слой изоляции. Утеплитель отлично держится даже без черновой подшивки за счёт Т-образной формы.
• Возможно самостоятельное изготовление сборной Н-образной балки.
• Можно подшивать потолки и настилать полы непосредственно поверх таких балок.
• Можно опирать на стену или монолитный пояс, можно крепить при помощи кронштейнов «держателей балок» (для этого предварительно между поясами около торцов нашиваются дополнительные пластины из ОСП или фанеры).
• Универсальность в применении.

Где применяют балки двутавровые из пиломатериалов

На самом деле, сфера использования подобных изделий очень широка, она ни в коем случае не ограничивается обычными межэтажными перекрытиями в деревянных коттеджах. Хотя это можно считать классикой жанра как для деревянных, так и каменных домов самых разных конструкций. Итак, где их можно применить:

• Создание межэтажных перекрытий.
• В качестве лаг пола.
• Как стропила скатной крыши, в качестве конька.
• Стены различных каркасных строений.
• Изготовление длинных перемычек над воротами, панорамными окнами,
• Для выполнения монолитных работ (ригели для выставления горизонтальной опалубки).
• Создание вертикальной опалубки, в том числе для реализации монолитных колон.

Любые перекрытия - это потенциальный источник теплопотерь и проникновения шума.

В случае с деревянными балками можно отметить, что древесина отлично проводит звук. Плюс, балки из дерева, со временем начинают издавать скрип.

Чтобы этого избежать, нужно своевременно позаботиться о правильной звукоизоляции перекрытий (шумоизоляция).

По своей природе звук делят на три вида:

• ударный шум. Отражает звук шагов, падение предметов, перемещение мебели. Характеризуется индексом приведенного уровня ударного шума Lnw;

• воздушный (акустический) шум. Звуковые волны, которые передаются по воздуху. Источником может выступать голос проживающих, звук теле- и видеоаппаратуры и т.п. Характеризуется индексом изоляции воздушного шума Rw.

• структурный шум. По сути, это разновидность ударного шума, в отличие от которого, проводниками шума являются места соединения строительных конструкций.

Выбор звукоизоляционного материала для перекрытий

Чтобы обеспечить лучшую защиту от шума и вибрации, звукоизоляция межэтажных деревянных перекрытий проводится с использованием нескольких видов изоляторов. Главное требование – высокий коэффициент звукопоглощения строительных материалов.

В качестве основного звукоизолятора лучше отдать предпочтение волокнистым материалам, т.к. их структура способствует тому, что большинство звуков гасится о нее (т.е. происходит максимальное звукопоглощение).

Например, такими характеристиками обладает эковата, минеральная и базальтовая вата. К тому же, такой звукоизоляционный материал служит одновременно и утеплителем.

Звукоизоляция деревянных перекрытий между этажами – нормы и требования

Несмотря на общий подход к выбору шумоизоляционного материала, звукоизоляция деревянных перекрытий различного назначения проводится с соблюдением разных требований.

• Звукоизоляция перекрытия нежилого чердака по деревянным балкам считается выполненной эффективно, если индекс изоляции воздушного шума Rw составляет не меньше 45 дБ. Такую защиту способен обеспечить слой минеральной ваты плотностью не менее 50 кг/м.куб уложенный слоем в 100 мм. Если высота балок меньше этой величины, то на них можно набить лаги. И следующий слой материала поместить между лагами. Для того чтобы не создавались мостики холода, лаги нужно расположить перпендикулярно к балками. Тогда места стыков будут закрыты следующим слоем ваты.

• Звукоизоляция межэтажных перекрытий будет достаточной в случае использования матов из минеральной или базальтовой ваты уложенных слоем не менее 200 мм. При плотности 50 кг/м.куб. Если плотность материала выше, слой уменьшается пропорционально.

Индекс изоляции воздушного и ударного шума

Нормативные показатели звукоизоляции перекрытий прописаны в таких стандартах как СНиП 23-01-2003 «Защита от шума» и СНиП II-12-77 Защита от шума».

Подробные данные, отображающие индекс приведенного уровня ударного и воздушного шума Rw в зависимости от расположения перекрытия представлены в таблице.

При этом, звукоизоляция считается достаточной если:

• Rw равен или превышает нормативное значение;
• Lnw равен или ниже нормативного значения.

Следует знать, что использование звукоизоляционного материала не защищает помещение от звуков, проникающих через стены. Поэтому звукоизоляцию стен нужно сделать дополнительно.

Материал подготовлен для сайта www.сайт

Мембранная звукоизоляция перекрытий в деревянном доме по потолку

Методика была описана на одном строительном форуме, грамотным человеком, судя по отзывам. Кто уже сделал, говорят, эффект достойный.

Звукоизоляция деревянных балочных перекрытий между этажами минеральной ватой или минеральными плитами (теплозвукоизоляционные плиты из минеральной ваты, например, ТехноНиколь, Технофас, Роклайт, Изовер ISOVER и тд).

Марка акустической изоляции выбирается на ваше усмотрение, принцип у всех производителей один. Варьируется размер и плотность (толщина от 40 до 100 мм, плотность 30-140 кг/м3). Выпускается в виде рулонов или плит, определенных габаритов.

Внимание!
Монтаж ваты выполняется строго в защитных очках и респираторе.

Преимущество ваты – отличное звукопоглощение, в частности, хорошо гасятся высокие и частично средние частоты. Тут действует правило – чем толще слой, тем больше он способен поглотить (имеется ввиду спектр низких частот). Следует понимать, что именно низкие частоты сильно передаются через деревянные перекрытия и избавиться от их проникновения очень трудно. Почему так? Всё просто – деревянные перекрытия имеют малый вес, а дерево выступает в роли резонатора. В бетонных перекрытиях добиться звукоизоляции проще, в виду конструктивной особенности бетонной плиты и её свойств.

Тем не менее, при желании можно значительно снизить передачу шума через перекрытия из дерева. Для этого нужно сделать поглотитель звука, представляющий собой пирог мембранного типа.

Устройство мембраны звукопоглотителя

Пирог изготавливается из листового материала, как вариант, ОСБ или фанера (не тоньше 10 мм). Внутри (между листами) укладывается звукоизолятор. В качестве звукопоглотителя может использоваться:

1. Минеральная вата (минвата)
2. Базальтовое волокно
3. Минплита
4. Строительный войлок (технический)

Если применять минераловатный материал, то с плотностью не меньше 30 кг\м3 (чем выше плотность и толще, тем лучше).

Войлок строительный характеризуется высокими параметрами звукопоглощения, но склонен к водопоглощению и пожароопасен (хотя, качественная антисептическая пропитка снижает вероятность возгорания, т.е. открыто не горит, а тлеет).

Строительный (технический) войлок – плотный материал из шерсти или синтетических волокон. Характеристики: плотность – 10-80 кг/м3, толщина 5-40 мм, ширина разная, варьируется в пределах до 2-х метров, теплопроводность от 0,03 до 0,07 Вт/(м К). Выпускается в рулонах или в виде полотнищ.

Поглотитель звука между перекрытием и мембраной делается не только для звукоизоляции, а в большей мере для того, чтобы погасить резонанс, возникающий между перекрытием и мембраной.

Для достижения максимального эффекта звукоизоляции – мембрана (пирог) не должна соединяться с перекрытием, т.е. должна иметь независимое соединение (крепится на отдельный профиль на расстоянии 10 см от перекрытия, образуя воздушную подушку). Получается своего рода подвесной потолок.

Если мембрану прикрутить напрямую к деревянным балкам перекрытия, весь эффект будет утрачен.

Принцип технологии – рассинхронизировать звуковые колебания, возникающие между перекрытием и мембраной. Получается, так сказать, потолок с резонансным поглотителем.

Ещё возможно устройство такой конструкции – минвата крепится сеткой или рейками между балками перекрытия, а в качестве мембраны (т.е. вместо неё) подшить потолок фанерой или гипсокартоном. Но, крепятся они не на балки, а тоже независимо (т.е. за стены), на 3-5 см ниже перекрытия. При таком устройстве роль поглотителя будет играть минвата, закрепленная на балках.

Метод спорный. Трудоемкий процесс, большой вес и самое главное, звук гасится частично, т.к. основной резонанс передается по лагам. Принцип устройства показан на фото.

Конечно, все зависит от способа устройства, как советуют мастера, нужно засыпать песок между лагами и черновым полом, а не только между балками перекрытия, а сверху монтировать систему плавающий пол.

Схема звукоизоляции перекрытий под гипсокартон

Итог

Технология звукоизоляции перекрытий для деревянного дома в отличие от кирпичных и бетонных строений имеет ряд особенностей, которые непосредственно связаны с конструкцией перекрытий их свойствами и звукопроводящими характеристиками. Описанные выше способы помогут изолировать или значительно снизить проникновение звуковых волн между этажами в каркасных коттеджах, а также в домах из оцилиндрованного бревна или бруса.

Данный узел является наиболее удобным решением для устройства лаг перекрытия в доме из бруса. Наружные стены штробятся (делается проем) минимум на 10 см в глубину, оптимально 15 см. Пространство между стеной и стойкой двутавровой балки из OSB-3 закладывается утеплителем, либо запенивается.

1. Наружная стена из бруса
2. Утеплитель или строительная пена.

Узел 2. Крепления двутавровых балок брусу при помощи кронштейнов

Узел используется, если нет возможности опереть балки на брус сверху. Лаги подвешиваются на кронштейны (опоры бруса) на шурупы/гвозди. Нижняя полка балки "обувается в сапожок" опору бруса, верхняя полка фиксируется конструкционным уголком. Более технологичный, но и более дорогой способ крепления- кронштейнами Simpson на всю высоту балки. Такие кронштейны нужно заказывать заранее. В местах опирания двутавровые балки заполняются до полного сечения вставками из фанеры/OSB или доски; зазор между вставкой и верхней полкой двутавра должен составлять 5 мм.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Стена из бруса
3. Вставка из OSB-3/фанера/доска/, ширина 30 см
4. Гвозди/шурупы оцинкованные
5. Кронштейн Simpson на всю высоту балки
6. Опора бруса
7. Уголок конструкционный
8. Монтажный шуруп 4.0х30

Узел 3. Опора двутавровых балок на стену из бруса

Узел используется в случае, если выше перекрытия не будет брусовой стены. Например, каркасный второй этаж или опора стропильной системы предполагается непосредственно на двутавровые балки. К брусу двутавровые балки монтируются шурупами через нижнюю полку под углом 30 град.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блок-балки
3. Брусовая стена
4. Гвозди/шурупы оцинкованные под углом 30 град вертикально

Узел 4. Опора двутавровых балок на брус. Лаги параллельны стенам.

Стандартный узел расположения крайней лаги, параллельной стене. Крайнюю лагу устанавливать на расстоянии 3-4 см от стены, либо вплотную, но с предварительным монтажом звукоизоляционного материала между стеной и балкой.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Кирпичная кладка
3. Заполнитель (утеплитель или строительная пена)

Узел 5. Опора балок на внутренние стены.

Величина опирания двутавровой балки на стены 10-15 см. Если ширина бруса внутренней стены больше 20 см, балки устанавливаются "встык". Если ширина бруса меньше 20 см, то балки устанавливаются "в нахлест".

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Кирпичная кладка

Узел 6. Установка дополнительных блок-балок на больших пролетах.

1. Стена из бруса
2. Вставки (фанера, OSB, доска)
3. Гвозди/шурупы
4. Блок-балки
5. Уголок конструкционный (8 шт на 1 блок-балку)

Узел 7. Вынос балок за контур дома. Консоли без нагрузки.

Узел применяется в случае, если консоли из двутавровых балок необходимо вынести за пределы контура дома для создания, например, балкона или крыльца. В данном случае не предполагается большая нагрузка. Величина выноса консоли зависит от типа балки и от её высоты, информацию по максимальному выносу той или иной балки можно получить у наших менеджеров.

1. Деревянные двутавровые балки (лаги)
2. Наружная стена из бруса
3. Вставки (фанера, OSB, доска)
4. Гвозди/шурупы оцинкованные
5. Фанерный торцевой элемент (влагостойкий)
6. Шурупы/гвозди оцинкованные

Узел 8. Вынос балок за контур дома. Консоли с нагрузкой.

При больших нагрузках на консольный вынос (от стен 2 этажа или стропильной системы) консольные двутавровые балки необходимо усилить фанерой или OSB.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блок-балки
3. Стена 2 этажа
4. Усиление из листов фанеры или OSB
5. Гвозди/шурупы оцинкованные
6. Гвозди/шурупы оцинкованные под углом 30 град горизонтально
7. Стена из бруса

Узел 9. Примыкание "встык" к сдвоенной балке. Опора на кронштейны.

Узел часто встречается в решение лестничного пролета и в случаях, где необходимо основные лаги подвешивать на кронштейны к ригелю из сдвоенных балок. В местах опирания двутавровые балки заполняются до полного сечения вставками из фанеры/OSB или доски; зазор между вставкой и верхней полкой двутавра должен составлять 5 мм.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Сдвоенные двутавровые балки (ригель)
3. Блок-вставка (фанера/OSB/доска)
4. Кронштейн опора бруса
5. Уголок конструкционный
6. Гвозди/шурупы оцинкованные
7. Монтажный шуруп 4.0х30

Узел 10. Устройство сдвоенной двутавровой балки (ригеля)

При монтаже сдвоенной двутавровой балки, используемой в качестве ригеля, необходимо заполнить центральное межполочное пространство до полноты сечения. В местах опирания двутавровые балки заполняются до полного сечения вставками из фанеры/OSB или доски; зазор между вставкой и верхней полкой двутавра должен составлять 5 мм.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Сдвоенная двутавровая балка (ригель)
3. Вставка OSB/фанера/доска
4. Открытая опора бруса
5. Вставка OSB/фанера/доска
6. Уголок конструкционный 35х50х50
7. Монтажный шуруп 4.0х30
8. Гвозди/шурупы оцинкованные

Оптимальных параметров жесткости перекрытий в современном строительстве добиваются за счет монтажа двутавровых балочных конструкций, имеющих поперечное сечение в виде буквы H. Металлический двутавр давно известен отечественным строителям, а вот двутавровая деревянная балка пока еще вызывает определенные опасения. Какие преимущества существуют у применения этого стройматериала, есть ли нюансы по его монтажу и возможно ли изготовить столь ответственный конструктивный элемент своими руками?

Универсальный стройматериал – клеедеревянная двутавровая балка

Ключевые особенности деревянных двутавров

Основная весовая нагрузка при эксплуатации сооружения любого типа ложится на межэтажные, цокольные и чердачные перекрытия. Их несущие элементы должны гарантированно выдерживать постоянные и переменные нагрузки, включающие их собственный вес, а также вес людей и мебели.

На первый взгляд, сборные деревянные конструкции по прочности не могут конкурировать с железобетоном или металлом, но практика и расчет доказывают обратное.

Производство двутаврового элемента из дерева

Двутавровое сечение деревянной балки получается в результате комбинации трех элементов – двух полок, обычно изготавливаемых из столярного леса, и стойки из ориентировано-стружечной плиты. Нередко материалом для полок служит сосновая доска либо брус LVL (склеенный из нескольких слоев хвойного шпона пиломатериал, отличающийся от фанеры и массива древесины высокой устойчивостью к горизонтальным нагрузкам).

Чтобы повысить рабочие качества древесины и предотвратить гниение, изготовитель ее высушивает в несколько этапов, а для защиты от насекомых и повышения пожаробезопасности обрабатывает продукцию антисептиком и антипиреном.

Части двутавра соединяются между собой двойным шипом на специальных прессах с использованием водостойкого клея. Такая технология производства дает возможность:

• получить более высокую прочность изделия на изгиб (в сравнении с массивными балками прямоугольного сечения);
• избежать недостатков, присущих древесине – усушки, усадки, появления скрипов, сдвигов и трещин.

Производство балки-двутавра из дерева

По готовности балки ее могут усилить дополнительными накладками – ребрами жесткости. Таким образом, несущая способность клееного деревянного двутавра при равных площадях сечения превышает аналогичный показатель других систем, применяемых в малоэтажном и коттеджном строительстве.

Область применения и сортамент балок-двутавров

Сегодня двутавровые балки из дерева главным образом задействуются в каркасном производстве домов. В каменных постройках такой стройматериал также применяется все активнее, поскольку с его помощью можно быстро провести следующие работы:

• обустройство всех видов перекрытий, а также стропильной конструкции кровли;
• монтаж бесшумных полов, межкомнатных перегородок;
• создание высококачественной монолитной опалубки под бетонный фундамент;
• всевозможные реконструкции – замена балок перекрытия, подъем уровня пола;
• возведение дополнительных помещений – мансард, беседок, террас и т. д.

Виды lдеревянных двутавров

Чтобы удовлетворить растущий спрос, производители разработали достаточно широкий ассортимент, позволяющий легко подобрать нужный размер и характеристики балок либо стоек:

• БДК – балка двутавровая клееная, предназначенная для использования в коротких пролетах;
• БДКУ – балка усиленная, отличается увеличенной шириной полки и применяется на длинных пролетах;
• БДКШ – балка широкая, предназначена для использования в крайне нагруженных конструкциях, стропильных системах или на сверхдлинных пролетах;
• СДКУ – стойка усиленная, используется как основа стенового каркаса;
• СДКШ – стойка широкая, применяется в монтаже стеновых панелей.

Об использовании в качестве конструктивного материала бруса ЛВЛ покупатель информируется литерой Л в маркировке. Также здесь указываются геометрические размеры сечения, важные для определения несущей способности деревянной двутавровой балки перекрытия.

Окрашенные балки для полов и перекрытий

Как определить требуемые размеры клееной балки

Подбор сечения «на глазок» недопустим, так как несущие конструкции могут не выдержать нагрузки и деформироваться либо обрушиться. Расчет параметров деревянной двутавровой балки для перекрытия капитальных сооружений лучше доверить инженеру, способному учесть условия эксплуатации и особенности работы.

Самостоятельные вычисления осложнены тем, что регламентирующие их документы имеют множество поправок и обновленных требований, разобраться в которых непросто.

Приведенные в открытых источниках данные могут быть устаревшими, а актуальная информация зачастую закрыта от бесплатного доступа.

Межэтажное перекрытие из балок

Рассчитывать «на коленке» допускается только конструктивные части подсобных помещений небольшой площади. При упрощенных вычислениях важно учитывать нормативную нагрузку, шаг укладки балок и размер перекрываемого пролета. Примерные значения нагрузки на перекрытие выглядят таким образом:

• для перекрытия неэксплуатируемого чердака постоянная нагрузка принимается в пределах 50 кг/м2, а эксплуатационная – 90 кг/м2, следовательно, общая расчетная нагрузка составляет 130 кг/м2 (с округлением в большую сторону 150 кг/м2);
• в случае интенсивного использования чердачного пространства эксплуатационная нагрузка должна быть увеличена до 195 кг/м2, а значит, ее суммарный показатель будет равен 245 кг/м2 (для увеличения запаса прочности он увеличивается до 250);
• при использовании чердачного пространства в качестве мансарды дополнительно учитывается вес полов, перегородок, мебели и, как результат, общая расчетная нагрузка должна составлять не менее 300 кг/м2;
• межэтажное деревянное перекрытие также включает свою конструкцию полы, а его эксплуатационная нагрузка состоит из веса людей и предметов быта, поэтому ее значение не может быть меньшим, чем 400 кг/м2.

Зная необходимую длину балки и действующую на нее нагрузку, по таблицам можно определить необходимый размер сечения.

Таблица подбора сечения двутавровой балки для междуэтажного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Таблица подбора сечения двутавровой балки для чердачного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Плюсы и минусы использования Н-образных балок из ОСП

Какие выгоды можно получить, заменив в строительном проекте обычные балки на деревянные двутавровые? Из-за малого веса конструкций (6-метровая балка весит около 6 кг) на первый план выступает существенное облегчение транспортировки и монтажа. Как следствие, уменьшаются сроки ведения работ и снижаются затраты. Установка такого стройматериала не требует применения тяжелой спецтехники, и монтаж осуществляется стандартным плотницким инструментом.

К плюсам использования Н-образных балок также можно отнести:

• высокие прочностные характеристики, позволяющие перекрывать длинные пролеты (до 8–12 м) без использования промежуточных опор;
• многообразие типоразмеров, стабильность форм и геометрических параметров;
• отсутствие недостатков, присущих естественной древесине;
• экономия жилого пространства за счет прокладки скрытых коммуникаций в нишах двутавров;
• минимизация риска появления мостиков холода – дерево имеет низкую теплопроводность и теплоемкость.

Сравнительная таблица различных систем перекрытий

Перекрытия из досок, конечно, выигрывают у двутавровых по цене, однако необходимость создания частой обрешетки, опорных элементов, а также периодические ремонты усложняют их эксплуатацию и в результате могут свести полученную экономию к нулю.

Кроме высокой стоимости деревянных двутавров, из реального опыта выплывает и другой их недостаток – риск приобрести контрафактную малонадежную продукцию, произведенную в кустарных условиях.

Изготовление балки в домашних условиях

Чтобы исключить возможность покупки недоброкачественного стройматериала, рекомендуется покупать балки у производителей или посредников с хорошей репутацией, либо попробовать сделать их самостоятельно. В отличие от металлических изделий, деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками вполне могут быть выполнены с должным качеством, если предварительно ознакомиться с технологией и рядом нюансов промышленного производства.

Схема и размеры балок

Выбор и подготовка материала

Для изготовления опорных балочных элементов лучше выбирать клееный брус – его правильная геометрия способствует получению качественной заготовки.

Оптимально если он будет изготовлен из лиственницы, так как она при наборе влаги в процессе эксплуатации не теряет, а наоборот, набирает прочность, но можно использовать брус из любой хвойной породы. Его сечение определяется расчетом, но в любом случае не должно быть меньше 30х25 мм.

Вполне приемлемый по стоимости и характеристикам материал для стоек – многослойная фанера (для малонагруженных балок) или лист OSB (для возведения массивных сооружений). Толщина фанеры или ориентировано-стружечной плиты составляет 24–27 мм, и при необходимости плиту можно усилить дополнительными ребрами жесткости.

Готовый двутавр из дерева

Чтобы соединить заготовки, требуется подобрать клей для древесины на водной основе (для жилых помещений он должен быть нетоксичным, о чем свидетельствует маркировка ECO). Наибольшую статическую и динамическую прочность соединения обеспечивает полиуретановый и казеиновый состав. Перед обработкой материалы должны быть отбракованы, отшлифованы и высушены.

Нередко изготовление происходит прямо на стройке

Изготовление деталей и их сборка

Для изготовления двутавровой балки из дерева понадобятся следующие инструменты:

• рулетка;
• фрезерный станок (вариант – циркулярная, электро- или бензопила);
• фрезерные диски нужной толщины, желательно, с трапециевидным профилем;
• гидравлический пресс (или швеллер с хомутами).

Важнейшим технологическим этапом является разметка – от ее точности зависит долговечность и прочность изделия.

Нельзя допустить даже малейшего перекоса, поэтому выборка крепежной канавы должна вестись строго по осевой линии, проведенной при разметке. Глубина и ширина паза зависит от размеров бруса и ОСП и составляет примерно 10% от ширины стойки.

Схема сборки балки

1. Равномерным тонким слоем промазать контактные поверхности.
2. Приложить к заготовке стенки нижний и верхний брус.
3. Выровнять и прижать детали друг к другу.

Во избежание перекоса балки во время высыхания склеивание лучше проводить на пневмо- либо гидровайме, которую можно также заменить самодельным приспособлением – аналогом струбцины. Для этого необходимо подобрать швеллер по размерам планки, согнуть лист металла в нужную форму. После этого надо осторожно наложить с обеих сторон металлические детали на собранный двутавр и зафиксировать хомутами. Время выдержки балки зависит от вида клея.

Видео: Как сделать двутавр из дерева

Что необходимо знать о монтаже балок

Деревянная балка-двутавр готова к монтажу после покрытия антипиреновым и антисептическим составом и полного высыхания. Строителям, обустраивающим несложные перекрытия, необязательно владеть специальными навыками, чего нельзя сказать о возведении дома из деревянных двутавровых балок.

Для гарантии безопасности и надежности каркасное сооружение круглогодичного проживания лучше заказывать профильной компании-застройщику.

Нюансы укладки балок перекрытия

1. Для заведения балки в кирпичную или каменную стену еще на этапе ее кладки следует предусмотреть специальные ниши – гнезда.
2. Если стены выполнены из бруса либо бревна, эти отверстия в них вырубаются.
3. Вне зависимости от стенового материала дно гнезд необходимо устлать двойным слоем рубероида, а края балок (это касается только случая, когда их монтируют в кирпич или камень) обработать любым водоотталкивающим составом, например, битумом.
4. Длина опорного конца балки должна быть не меньше 150 мм.
5. Начинать установку лучше от края одной из стен, после этого перейти к монтажу промежуточных балок.
6. Монтажный шаг выверяется шаблоном, а с целью проверки горизонтальности установки необходимо использовать ватерпас.
7. Чтобы добиться горизонтальной поверхности, под опорные концы может потребоваться подложить деревянные плашки.
8. Каждую третью балку рекомендуется закреплять анкерами либо деревянными распорками.
9. Оставшиеся свободными полости в гнездах можно заполнить паропроницаемым утеплителем, например, минватой, либо залить строительным цементным раствором.
10. После того как балки надежно закреплены, их требуется обшить вагонкой, доской или гипсокартоном.

Балки перекрытия в кирпичной стене

Перечень основных шагов строительства каркасного дома

Технология, по которой строятся каркасные дома из фанеры и ОСП, называется канадской. Раньше в качестве несущих элементов использовали брус и доску, однако в настоящее время их все чаще заменяют двутавровыми балками. Канадский коттедж не нуждается в массивном основании, поэтому его обычно заменяют легким ленточным фундаментом.

Стропильная система из двутавровых балок

Общая последовательность сборки каркаса выглядит таким образом:

1. Установка на фундамент деревянной обвязки.
2. Монтаж цокольного перекрытия из двутавровых балок.
3. Крепление рядовых панелей и дверного блока непосредственно на балочное перекрытие.
4. Связывание панелей между собой полосами фанеры ФСФ толщиной 27 мм.
5. Монтаж межэтажного перекрытия поверх фанерной обвязки.
6. Строительство второго этажа из стеновых панелей и их обвязка.
7. Установка чердачного перекрытия, фронтонов, конька и стропил.
8. Утепление и проведение отделочных работ – обшивка каркаса, монтаж кровли и фасада.

Полученное жилье отличается легкостью и прочностью, а его строительство обходится дешевле, чем кирпичное здание той же площади. Однако есть и критические минусы: к качеству материалов должны предъявляться очень высокие требования, которым пока соответствует только отличающаяся дороговизной продукция мировых производителей – Nascor или Steiko. Дешевые аналоги ненадежны и зачастую представляют опасность для здоровья человека.

Схема строения каркасного дома

Обшитый каркас изнутри

Дом из деревянных двутавровых балок весьма уязвим относительно вандалостойкости – деревянные стены легко разрушаются бензопилой, и хозяевам здания важно обеспечить систему защиты придомового участка.

Впрочем, производители, стремясь к расширению рынка, постоянно развивают технологии, поэтому, скорее всего, каркасные дома в ближайшем будущем избавятся от этих недостатков.