Деревянная двутавровая балка технические характеристики нагрузки

Деревянная двутавровая балка технические характеристики нагрузки

Расчет деревянных двутавровых балок перекрытия.

Расчет деревянных балок перекрытия в доме ведется по II предельному состоянию (по прогибам) согласно СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции и СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Расчетная несущая способность балок перекрытий определена согласно методике, указанной в п. 5. Рекомендации по проектированию и применению деревянных двутавровых балок и стоек на основе ориентированно-стружечной плиты OSB-3 для строительства и реконструкции малоэтажных зданий, 2010.

На практике это говорит о том, что балка перекрытия при нагружении ее равномерно распределенной нагрузкой 400 кг/м2 или 250, 200 кг/м2 в отдельных случаях, прогнется в центре на величину равную L/250, где L — расчетная длина балки (расстояние между центрами опирания балки).

Например, если расчетная длина балки 6 м (6000 мм), то прогиб в центре при максимальной нагрузке будет 6000/250 = 24 мм. Т.е. в данном примере 24 мм — максимально допустимый прогиб балки, при котором возможна комфортная эксплуатация перекрытия — не будет вибраций, скрипов, ощущения «батута».

При расчете пролетов используются лишь условия равномерной нагрузки, в случае использования других условий необходимо использовать программное обеспечение САПР компании СИПВОЛЛ.

Ниже приведены таблицы соотношения типа двутавровых балок, шага их установки, расчетной нагрузки и максимального пролета, при которых выполняются данные условия.

Таблицы расчета балок межэтажного, чердачного и цокольного перекрытия.

Таблица 5.1. Расчет для нагрузки 400 кг/м².

Высота балки, мм Максимальный пролет, м, при шаге установки балок, м.
шаг 0,3 м шаг 0,4 м шаг 0,5 м шаг 0,6 м шаг 0,7 м шаг 0,8 м
198 4,9 м 4,2 м 3,8 м 3,5 м 3,2 м 3 м
241 5,6 м 4,9 м 4,4 м 4 м 3,7 м 3,4 м
302 6,6 м 5,7 м 5,1 м 4,6 м 4,3 м 4 м
356 7,3 м 6,3 м 5,7 м 5,2 м 4,8 м 4,5 м
406 8 м 6,9 м 6,2 м 5,6 м 5,2 м 4,9 м
457 8,6 м 7,4 м 6,6 м 6,1 м 5,6 м 5,2 м

Таблица 5.2. Расчет для нагрузки 350 кг/м².

Высота балки, мм Максимальный пролет, м, при шаге установки балок, м.
шаг 0,3 м шаг 0,4 м шаг 0,5 м шаг 0,6 м шаг 0,7 м шаг 0,8 м
198 5,2 м 4,5 м 4,1 м 3,7 м 3,4 м 3,2 м
241 6 м 5,2 м 4,7 м 4,3 м 3,9 м 3,7 м
302 7,1 м 6,1 м 5,4 м 5 м 4,6 м 4,3 м
356 7,8 м 6,8 м 6,1 м 5,5 м 5,1 м 4,8 м
406 8,5 м 7,4 м 6,6 м 6 м 5,6 м 5,2 м
457 9,2 м 7,9 м 7,1 м 6,4 м 6 м 5,6 м

Таблица 5.3. Расчет для нагрузки 300 кг/м².

Высота балки, мм Максимальный пролет, м, при шаге установки балок, м.
шаг 0,3 м шаг 0,4 м шаг 0,5 м шаг 0,6 м шаг 0,7 м шаг 0,8 м
198 5,7 м 4,9 м 4,4 м 4 м 3,8 м 3,5 м
241 6,5 м 5,6 м 5 м 4,7 м 4,3 м 4 м
302 7,6 м 6,6 м 5,9 м 5,4 м 5 м 4,6 м
356 8,5 м 7,3 м 6,5 м 6 м 5,5 м 5,2 м
406 9,2 м 8 м 7,1 м 6,5 м 6 м 5,6 м
457 9,9 м 8,6 м 7,7 м 7 м 6,5 м 6,1 м

Таблица 5.4. Расчет для нагрузки 250 кг/м².

Высота балки, мм Максимальный пролет, м, при шаге установки балок, м.
шаг 0,3 м шаг 0,4 м шаг 0,5 м шаг 0,6 м шаг 0,7 м шаг 0,8 м
198 6,2 м 5,4 м 4,8 м 4,4 м 4,1 м 3,8 м
241 7,2 м 6,2 м 5,5 м 5 м 4,7 м 4,4 м
302 8,3 м 7,2 м 6,4 м 5,9 м 5,4 м 5,2 м
356 9,3 м 8 м 7,2 м 6,5 м 6,1 м 5,7 м
406 10,1 м 8,7 м 7,8 м 7,1 м 6,6 м 6,2 м
457 10,9 м 9,4 м 8,4 м 7,7 м 7,1 м 6,6 м

Таблица 5.5. Расчет для нагрузки 200 кг/м².

Деревянная двутавровая балка. Технические характеристики, применение

Современными производителями ежедневно поставляется на отечественный рынок стройматериалов просто огромный ассортимент качественной продукции, среди которой в последнее время все большую популярность начали завоевывать двутавровые балки, обладающие особой формой сечения. Роль жесткости здесь играет фанера (то есть заготовка OSB), которая вклеена между брусками. Конструкционная склейка осуществляется при помощи специального клея для элементов из дерева, которые работают под значительными нагрузками. Двутавровая балка, технические характеристики ее мы рассмотрим далее, относится к лидерам наиболее современных и эффективных строительных конструкций.

Особенности двутавровой балки

Двутавровая балка технические характеристики имеет достаточно высокие. За счет своей особой конструкции, этот строительный материал приобретает повышенный уровень стойкости и жесткости, что делает возможным его использование в местах с большими нагрузками.

Применение двутавровых балок

Благодаря тому что двутавровая балка технические характеристики имеет самые положительные, она успешно применяется:

  • в процессе изготовления межэтажных перекрытий;
  • в качестве главного элемента в конструкции полов;
  • для монтажа мансардной системы;
  • для строительства крыши;
  • в процессе возведения каркасного строения;
  • в качестве каркаса для опалубочной системы (балка опалубки).

В каждом из вариантов применения данный стройматериал выступает в качестве основного элемента, потому как он принимает на себя весьма немалые нагрузки.

Возможность применять строительные элементы нового поколения открывает великое множество перспектив в строительной области и помогает решить множество проблем, которые связаны с экологией, высокой ценой материалов, большой стоимостью работ, а также элементарной нехваткой времени.

Деревянные двутавровые балки: характеристика и особенности

Любой из строительных элементов может характеризоваться как с положительной, так и с отрицательной стороны. У балок двутавровых деревянных есть целый ряд недостатков, однако обладание многими достоинствами позволяет выгодно выделить данный материал среди остальных.

Двутавровые балки технические характеристики имеют следующие:

  • Способность выдерживать огромную нагрузку. Этому способствует характерное двутавровое сечение, обладающее повышенной характеристикой по сравнению с прямоугольными или круглыми сечениями. Кроме того, двутавровые балки, технические характеристики которых обладают высокой нагрузочной способностью, могут иметь самые разные размеры, что дает возможность выбора оптимальной длины для перекрытия большого пролета.
  • Простой процесс монтажа. За счет особой конструкции изделия и небольшой массы можно быстро и просто произвести монтажные работы без использования грузоподъемного механизма. Вес балок двутавровых значительно меньше, нежели у железобетонного или металлического изделия, по этой причине работа с такими материалами существенно удешевляется и упрощается.
  • Экономичная целесообразность. За счет относительно малой высоты сечения двутавровых балок перекрытия древесина расходуется более экономно.
  • Низкий уровень теплопроводности. По сравнению с изделием из стали или железобетона, деревянные конструкции задерживают тепло и препятствуют проникновению холода.

Размеры материала позволяют без труда справиться с нагрузкой, придают и другие отличительные технические свойства, за счет которых длительная эксплуатация и высочайшая нагрузка на двутавровые балки не приводит к изменению геометрических ее параметров, не вызывает деформации и растрескивания, что существенно продлевает срок службы самой конструкции.

Двутавровая балка: технические характеристики

Отличительные технические характеристики материала могут проявляться исключительно при правильном их использовании их при строительстве и соблюдении правил эксплуатации. Прежде чем возводить перекрытие, следует осуществить правильный расчет двутавровых балок на размеры сечений, изгибы и нагрузку (с учетом собственной), правильно подобрать соответствующую опору и крепежный элементы.

Двутавровая балка (двутавр) по стандарту ГОСТ и СТО АСЧМ регламентируется так: ГОСТ — 26020-83, СТО АСЧМ 20-93.

Что следует учитывать при установке двутавровых балок

Опытным строителям известно, что для перекрытия более длинного пролета может потребоваться брус с большими поперечными сечениями — чтобы конструкции не прогибались под нагрузкой. Обязательно в процессе установки устройства перекрытия учитывать, что в результате изгиба основные нагрузочные силы воздействуют на нижние пояса бруса, работающие главным образом на растяжение. Если стенки не просчитаны или расчеты окажутся ошибочными, то в результате изгиба они потеряют свою устойчивость, и полы получатся некачественными, «играющими». Сделать правильные расчеты и избежать в будущем прогибов двутавровых балок может только специалист.

Читайте также  Щебень м800 характеристики

Строительство домов

Если предстоит реконструкция, строительство загородного дома, дачи или бани, где предусмотрено деревянное перекрытие, то для работы подойдут двутавровые балки. Материал соответствует нормам СНиП и позволяет существенно сократить время постройки. Применение деревянных балок имеет ряд неоспоримых достоинств, что делает этот материал популярным среди застройщиков. Конструкция двутавра, основное предназначение, расчет и технология монтажа описаны в статье.

Деревянные двутавровые балки: конструкция и сфера применения

Двутавры из древесины активно используются в сфере строительства для устройства межэтажных перекрытий, в качестве несущей конструкции стропильной системы, кровельных и мансардных стеновых каркасов. В разрезе конструктивный материал имеет сечение в виде буквы «Н». Боковые полозья двутавра изготавливаются из сухого проклеенного бруса, перемычка выполняется из ОСБ (ориентированно-стружечной плиты). Согласно СНиП поперечная перемычка пропитывается огнеупорным, водоотталкивающим клеем.

Деревянная двутавровая балка – отличное решение для частного строительства, начиная от возведения каркасного дома и заканчивая деревянной постройкой из сруба. Этот конструктивный элемент – достойная альтернатива металлическим профилям, деревянным доскам и ЖБ плитам. К числу основных достоинств относятся:

  • высокая прочность и жесткость, позволяющая выдерживать большие нагрузки;
  • в отличие от традиционных пиломатериалов, балки не прогибаются и не вызывают скрипов пола;
  • благодаря относительно невысокому весу облегчается монтаж перекрытия – работу получится выполнить без привлечения спецтехники; выполнить межэтажное перекрытие из бетона своими руками очень сложно;
  • деревянные двутавровые балки перекрытия, в отличие от металлических, не подвергаются коррозии;
  • материал не рассыхается, не деформируется, не ссыхается и не подвергается усадке, кручению и вздутию;
  • в полках двутавра есть возможность проложить коммуникации;
  • использование деревянных балок в разных климатических условиях;
  • работы относительно «чистые» — нет такого количества грязи и пыли, как при заливке межэтажного перекрытия своими руками;
  • сокращение сроков строительства и экономия трудозатрат;
  • экологичность и длительный срок службы.

Достоинства стройматериала обуславливают популярность его применения:

  1. Каркасное строительство. Возведение несущих элементов, опор перекрытия дверных и оконных проемов, стропильной кровельной конструкции.
  2. Обустройство межэтажных перекрытий и чердаков. Особенно актуально при возведении газобетонных домов, мансардного помещения.
  3. Реконструкция здания. Деревянные двутавровые опоры применяются при реставрации, замене или укреплении конструктивных узлов постройки.

Виды и технические характеристики деревянных двутавров

Серии двутавровых балок из древесины подразделяются на несколько разновидностей. Классификация согласно СНиП:

  1. Серия БП. Балки для устройства перекрытий на пролетах до 9 м. Основные габариты элементов:
    • высота – 19-46 см;
    • боковые пояса – 4*9 см;
    • толщина ОСБ-перегородки – 12 мм;
    • длина балки – 12 м.
  2. Серия БС. Изделие используется для стропильной системы. К этой группе относятся балки двутавровые размерами:
    • ширина опоры – 19-41 см;
    • пояса по 4*6 см;
    • поперечная стойка – 9,5 мм;
    • длина – до 8,5 м.
  3. Серия СС. Двутавры применяются при строительстве домов согласно «канадской» технологии, выполняя функцию основной стойки при возведении внутренних перегородок и фасадной стены. Параметры выпускаемой продукции:
    • высота балки – 13-25 см;
    • ширина пояса – 4-4,5 см;
    • габариты стойки и длина соответствуют моделям серии БС.

Номенклатурный ряд деревянных двутавров включает ряд позиций:

  • БДК – клееные балки для возведения конструкций с небольшими пролетами;
  • БДКУ/БДКУ-Л – широкие ребра жесткости, обеспечивающие высокую прочность;
  • СДКУ/СДКУ-Л – сооружение стенового каркаса;
  • БДКШ/БДКШ-Л – для возведения конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам; оптимально для строительства построек коммерческого назначения;
  • СДКШ, СДКШ-Л – широкие ребра жесткости позволяют использовать балки при сооружении стеновых панелей.

Двутавровое сечение выступает усилителем конструкции – прочность перемычки многократно возрастает. По техническим показателям материал стоит в одном ряду с ЖБ и бетонными перекрытиями.

Сравнительная характеристика основных параметров деревянного двутавра, брусьев, металлической и монолитной железобетонной опоры отображена в таблице. Показатели рассчитаны для площади в 200 кв.м.

Требования к межэтажным перекрытиям

Обустройство перекрытия межэтажного руками выполняется с учетом постоянных и переменных нагрузок. Помимо своего веса, балки должны удерживать мебель, технику и людей. Кроме того, обязательно закладывается запас прочности – его величина зависит от назначения постройки, этажности дома, материала стен и прочих факторов.

Важно! При расчете обязательно надо брать во внимание индивидуальные особенности помещения. Например, облицовка натуральным камнем, размещение тяжелых тренажеров или установка объемного аквариума, существенно увеличивают нагрузку на перекрытия.

Для уменьшения нагрузки на площадь балки, их рекомендуется равномерно располагать перпендикулярно длинным стенам.

Принцип устройства перекрытия зависит от его предназначения:

  1. Цокольное помещение. Главное требование – высокая прочность. Двутавровые балки выступают основанием пола, поэтому обязаны выдерживать существенную нагрузку. При устройстве цокольного помещения или подземного гаража расстояние между двутаврами необходимо сократить.
  2. Чердачное перекрытие. Возможно независимое или «встраиваемое» в стропильную систему размещение. Первый способ повышает звукоизоляцию помещения. Кроме того, «независимый» монтаж позволяет при необходимости ремонтировать перекрытие.
  3. Межэтажная конструкция. С одной стороны балки являются опорным конструктивом для потолка, а с другой выступают напольными лагами. Межэтажный «пирог» заполняется звуко- и теплоизолятором с применением пароизоляционной прослойки.

Расчет предполагаемых нагрузок

Расчет деревянного перекрытия желательно доверить профессионалам. Грамотно произведенные вычисления и подбор материалов гарантируют качественный монтаж и безопасную эксплуатацию. Для определения типа опоры, его сечения и шага установки надо рассчитать суммарную нагрузку на перекрытие с учетом удельной массы самого перекрытия и переменных нагрузок.

Предварительно следует подготовить схему межэтажного перекрытия, отобразив на ней количество и частоту размещения деревянных балок, разновидность гидро- и пароизоляции.

Масса каждого составляющего рассчитывается как произведение объема материала и его плотности. Объем определяется исходя из площади перекрытия, а значение плотности берется из справочника.

Плотность строительных материалов и отделки

Важно! Вес межкомнатных перегородок и стен, опирающихся на перекрытие, рассчитывается как стабильная нагрузка. Номинальный удельный вес конструктивных элементов – 50 кг/кв.м.

Переменная нагрузка (вес людей, предметов мебели, животных и т.д.) согласно СНиП для жилых зданий составляет 150 кг/кв.м. Суммарная нагрузка определяется исходя из коэффициента надежности:

  • 1,2 – если постоянная и переменная масса в пределах 200 кг/кв.м.;
  • 1,3 – если сумма расчетных нагрузок свыше 200 кг/кв.м.

Исходя из полученного значения и рекомендуемых предельных нагрузок на деревянные двутавры, подбирается оптимальный тип опоры и расстояние между балками.

Технология монтажа межэтажного перекрытия

Варианты крепления балок

Деревянное межэтажное перекрытие руками обустраивается одним из следующих способов:

  1. Фиксация в несущей конструкции. Балка вмуровывается на глубину 15-20 см. Торцы деревянной опоры спиливаются под углом 60°, зачищаются и покрываются водоотталкивающим слоем, например, рубероидом. В стене размещается утеплитель и оставляется зазор в 2-2,5 см для обеспечения нормального воздухообмена.
  2. Подвесной метод применяется, как правило, при возведении межэтажного перекрытия деревянного дома своими руками. Фиксация балок осуществляется посредством металлических крепежей, уголков и кронштейнов. При таком монтаже поддерживающие конструкции принимают на себя вес балка двутавровой и остальные нагрузки.

Важно! Крайние балки перекрытия не должны размещаться впритык к параллельной стенке. Минимально допустимое расстояние – 10 см. Нельзя устанавливать балку возле дымохода.

«Пирог» межэтажного перекрытия из деревянных балок

Устройство перекрытия по деревянным двутаврам осуществляется по следующей схеме:

  1. Сверху балок зафиксировать потолочное покрытие. В качестве чернового пола может использоваться: фанера, ДСП, доски или другой материал.
  2. Уложить пароизоляционную пленку. Материал желательно прикрепить к двутаврам скобами, чтоб он не сместился в процессе работы.
  3. В пространство между двутаврами уложить теплоизоляционный материал (минеральную вату). Важно проконтролировать, чтоб утеплитель плотно примыкал к деревянным элементам.

Стоит помнить, что перекрытие со стороны нижнего этажа будет потолком, а со стороны верхнего – полом. Верх обшивают напольным покрытием – ламинатом, шпунтованной доской. Подойдет укладка ковролина или линолеума. Для отделки потолка используют гипсокартон, деревянные ламели, вагонку, пластиковые панели или подвесные системы.

Использование деревянных балок перекрытия по ГОСТу и СНиП

Применение деревянных двутавров в строительстве регулируется государственными стандартами и нормативами. Перед работой необходимо ознакомится с основными документами:

  • СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»;
  • СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»;
  • ГОСТ 8486-86Е «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия»;
  • СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания»;
  • ГОСТ 30244-94 «Материалы и изделия строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции».

Изготовление деревянных двутавров своими руками

Для создания двутавровой балки понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • циркулярная пила;
  • шлифмашинка;
  • хомуты и швеллера;
  • рулетка, клей для деревянных изделий;
  • клееный брус и ОСП.

Порядок изготовления балок:

  1. Клееный брус раскроить на равные детали и выпилить в них пазы нужной глубины. Это будет основание балки.
  2. Подготовить ребро жесткости. На этом элементе не должно быть неровностей, все дефекты надо зашкурить.
  3. Зафиксировать перемычку из ОСП в пазах брусьев, используя специальный клей.
  4. Оставить балку до полного высыхания клеевого состава.
Читайте также  Ламинат технология укладки на бетон

Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Межэтажное перекрытие деревянными балками

Виды перекрытий

Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:

  • цокольное или подвальное перекрытие;
  • межэтажное перекрытие;
  • чердачное перекрытие.

Чердачное перекрытие

Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.

Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.

В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП) Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

  • прямоугольные;
  • квадратные;
  • круглые;
  • овальные;
  • двутавровые.

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

  1. Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
  2. Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

  • Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м 2 .
  • Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м 2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).
  • Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м 2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

    Mmax = (q*L 2 )/8

    • q — полная нагрузка на кв. м;
    • L 2 — квадрат расстояния между стенами.

    При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

    Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

    Из формулы W = b*h 2 /6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

    Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

    Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

    Монтаж перекрытия

    Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.

    При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.

    Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 12 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.

    Сращивание двух балок

    Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.

    Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.

    Гидроизоляция балок в местах опор обязательна

    Достоинства и недостатки балок из дерева

    Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:

    • доступная цена;
    • простота доставки на строительную площадку;
    • возможность установки без применения спецтехники;
    • экологическая безопасность;
    • ремонтопригодность.

    Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.

    В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.

    Брус или двутавровая балка в каркасном доме

    Основным конструктивным элементов в каркасном доме является брус, но в последние годы конкурентом брусу стала деревянная двутавровая балка. Конструктивно деревянная двутавровая балка повторяет профиль балки из металла.

    Профиль двутавровой балки обеспечивает максимальное сопротивление балки на изгиб – качество, которое в строительстве широко используют при устройстве перекрытий зданий и сооружений.

    Устройство деревянной двутавровой балки

    В малоэтажном строительстве металлические двутавровые балки редко используются. Им на замену пришли деревянные двутавровые балки. Они успешно заменяют классические деревянные перекрытия из бруса, брус в стойках каркаса и в устройстве полов, стропила из бруса в кровле каркасного дома.

    Двутавровая балка из дерева представляет собой две деревянные полки, соединенные между собой стойкой из ОСП, ЛВЛ или фанеры.

    ЛВЛ – это пиломатериал, изготовленный путем склейки нескольких слоев древесных листов хвойных пород дерева.

    В России более широко используют в качестве стоек ОСП и фанеру, так как ЛВЛ производят пока только два завода в городах Торжок и Нягань.

    Брус или двутавровая балка

    Для каркасного домостроения отлично подходят и брус, и двутавровая балка. Каждый из этих строительных материалов имеет свою эффективную сферу применения, и оба используются при возведении каркасных домов.

    Двутавровые балки в каркасном строительстве домов под ключ используют при монтаже полов и перекрытий – это их эффективная сфера применения. Для монтажа каркаса в качестве стоек используют равнозначно брус и двутавровую балку. Для монтажа кровли предпочтительно использовать брус, поскольку диагональный срез двутавровой балки на оконцовке стропил ухудшает ее прочностные характеристики, чего не происходит с брусом. Обвязка по фундаменту делается из бруса или доски, но пол лучше монтировать из деревянного двутавра – это исключает скручивание и усадку. Плюс не будет скрипа полов при эксплуатации.

    Технические характеристики обычного бруса и деревянной двутавровой балки

    В каркасном домостроении используется четырехкантный брус, имеющий стороны не менее 100 мм. Меньший размер именуется бруском, который используется для изготовления стоек, стропил, обрешетки и других элементов каркасного дома.

    Размеры бруса нормируются ГОСТами и ТУ. Самым ходовым размером является брус сечением 150х150 мм и длиной 3 или 6 метров из деревьев хвойных пород. На рынке продается брус 1, 2, 3 и 4 сортов. Для каркасного строительства используется брус 1 и 2 сорта.

    Технические характеристики бруса зависят от вида древесины, ее возраста и влажности. Брус естественной влажности обладает более низкой теплозащитой и менее устойчив к грибковым поражениям древесины. У просушенного бруса выше прочность при сжатии вдоль волокон и превышает уровень 450 кг/ см², плотность достигает 900 кг/м³, момент упругости Е бруса 150х150 мм составляет 6000 -7000 МПа . Благодаря этим показателям брус используется в каркасном домостроении для изготовления каркаса и перекрытий.

    Намного лучшими характеристиками обладает клееный брус, его готовят из тонких пластинок древесины хвойных пород (ламелей).

    При изготовлении такого бруса предварительно пропитанные антисептиками и антипиренами ламели склеиваются и обрезаются по необходимому размеру. Такой брус может иметь длину до 12 метров с отличными характеристиками для создания перекрытий зданий с большими пролетами.

    Двутавровая деревянная балка не подвержена прогибу, скручиванию и усадке. Ее длина может достигать 12-13 метров с нормативной величиной прогиба, а момент упругости Е у двутавровой балки в среднем равняется 12000 Мпа при ее весе в два раза меньше по сравнению с брусом.

    Деревянная двутавровая балка или ЛВЛ брус

    Лучшими характеристиками обладает ЛВЛ брус, который изготавливается из лущеного шпона (древесных пластин) толщиной 2-3 мм хвойных пород. При изготовлении несущих конструкций слои шпона направлены одинаково и склеиваются между собой фенолформальдегидным клеем. Он сравним по своим техническим характеристикам с двутавровой деревянной балкой. Например, модуль упругости вдоль волокон Е у бруса ЛВЛ, выпускаемого в Торжке, колеблется в зависимости от марки бруса от 11000 до 14000 МПа. Плотность ЛВЛ бруса составляет 480 кг/м³.

    Вес балки ЛВЛ ниже, чем у двутавровой балки. Поэтому для межэтажных и чердачных перекрытий очевидно преимущество ЛВЛ бруса.

    Главным препятствием при выборе несущих элементов перекрытия в пользу двутавровой деревянной балки является ее высота: двутавровая балка «съедает» полезное пространство дома в гораздо большей мере, нежели брус ЛВЛ или обычный брус. Это утверждение справедливо при использовании бруса на пролетах в 2 — 4 метра, при больших пролетах обычный брус просто нельзя использовать. Брус ЛВЛ используют в пролетах зданий до 10 м, деревянную двутавровую балку в пролетах до 13 м. Высота двутавровой балки в этом случае достигает 40 см.

    Преимущества и недостатки балок из бруса и двутавровой балки

    Достоинства обычного бруса

    Главным достоинством обычного бруса является его экологическая чистота и низкая стоимость в сравнении с остальными упомянутыми материалами. При возведении небольших домов в качестве основы чердачных перекрытий используют исключительно обычный брус. Нецелесообразно использовать в таких строениях клееный брус из ламелей и ЛВЛ брус из-за их дороговизны.

    Недостатки обычного бруса

    1. Брус из хвойных пород подвержен усадке.
    2. Брус гигроскопичен – впитывая влагу, он изменяет свои характеристики теплосопротивления.
    3. Брус может изменять свою геометрию, растрескиваться и скручиваться.
    4. Брус подвержен гниению и заражению грибком.
    5. В брусе могут поселиться короеды и другие вредители древесины.
    6. Брус в пожарном смысле более опасен, чем двутавровая деревянная балка. Все элементы двутавровой балки обрабатываются антисептиками и антипиренами в процессе производства. Брус, если и проходит обработку этими веществами, то лишь поверхностную обработку.

    Достоинства двутавровой деревянной балки

    Преимущества двутавровой балки проистекают из его технических характеристик:

    • малого веса;
    • способности противостоять влаге, гниению, насекомым;
    • более высокой огнестойкости, чем обычный брус;
    • двутавровая балка обладает меньшей теплопроводностью, чем обычный брус;
    • длительный срок службы;
    • в двутавровой балке можно сверлить отдельные коммуникационные отверстия, без потери ее прочности.

    Недостатки двутавровой деревянной балки

    К недостаткам балки относится пластичность смол, которыми склеена балка. Со временем характеристики клеевых смол меняются, в результате чего может произойти изменение геометрии балки. Практического подтверждения этого недостатка нет, поскольку время такого изменения характеристик смол еще не наступило.

    Применение этих смол вызывает нарекания к экологическим параметрам двутавровой деревянной балки, как и к ЛВЛ брусу.

    К недостаткам можно отнести систему монтажа двутавровых балок. Для крепления балок разработана и производится специальная оснастка, с помощью которой происходит их надежная установка.

    Недостатком является дефицит этой оснастки на рынке. В то время как брус монтируется обычными гвоздями и анкерными болтами.

    Главным недостатком является высокая стоимость двутавровой деревянной балки в сравнении с обычным брусом.

    Выводы

    Целесообразность использования того или иного материала обосновывается не только их техническими характеристиками, но и стоимостью материала. Этот вывод полностью относится к областям использования бруса и двутавровой деревянной балки.

    Двутавровая балка – более современный и более качественный материал, появившийся в результате технического прогресса в производстве строительных материалов. Как правило, в начале появления нового материала цена на него достаточно высока, но со временем процесс производства нового материала совершенствуется, технология производства удешевляется, и цены на него приходят в соответствии с его качеством. Оптимальное соотношение цена-качество материала делает материал востребованным на рынке. Это сейчас и происходит с деревянной двутавровой балкой.