Деревянные двутавровые балки межэтажного перекрытия

Стальной двутавр – один из самых распространенных типов металлических прокатных изделий. Он широко применяется в строительстве, к примеру, при обустройстве разного рода опорных конструкций, и выдерживает большие нагрузки, чем швеллер и уголок. Чтобы правильно выбрать продукцию, нужно изучить сортамент двутавров и уметь производить расчет нагрузок.

Особенности двутаврового профиля

Двутавровая балка — разновидность сортового металлопроката. Профиль двутавра характерен Н-образной формой сечения. Такая конструкция используется для перераспределения нагрузки по вертикали и горизонтали. Двутавровые балки различные размеры и весовые категории.

Особенности двутаврового профиля

Для обозначения профилей введена специальная нумерация и маркировка, что облегчает выбор конструктивного элемента. Так как при выборе габаритов балки учитываются особенности возводимого объекта и расчетные нагрузки на конструкцию здания.

Особенности двутаврового профиля

Балки характеризуются устойчивостью к повышенным нагрузкам и отсутствию реакции на изменения во внешней среде.

Благодаря своим характеристикам двутавр широко используется при возведении каркасных зданий и сооружений.

Особенности двутаврового профиля

Помимо металлических двутавровых изделий существуют балки, выполненные из древесины, которые также имеют разнообразный размерный ряд. Использование деревянных профилей снижает нагрузку на основание, ускоряет процесс строительства и уменьшает расходы при устройстве фундамента.

Особенности двутаврового профиля

Особенности и преимущества двутавровой конструкции

Свое название балка двутавровая получила благодаря «Н»-образному поперечному сечению. В отличие от таврового проката, она имеет две параллельных плоскости, что более чем в два раза повышает ее сопротивление изгибу, крутящим моментам и осевым нагрузкам. Помимо этого, «Н»-образный профиль обладает высокой жесткостью и устойчивостью к деформации.

Еще одним преимуществом двутавровых профилей является то, что при укладке одного на другой несущая способность сборной балки увеличивается в 3-4 раза.

Благодаря своим эксплуатационным свойствам, двутавровые балки различных конструкций получили самое широкое распространение в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. Использование изделия позволяет существенно снизить вес конструкции и увеличить ее несущую способность.

Важно! Временное сопротивление при разрыве двутавров и цельнометаллического профиля соответствующих размеров практически не различаются, в то время как вес двутавровой балки в 10 раз меньше.

Что такое двутавр, и в чем суть новой технологии строительства?

Двутавровые балки особенно популярны за рубежом: в Канаде и европейских странах, а в России они только набирают свою популярность. Причем в некоторых регионах их даже не найти в продаже! Почему? Если мировой опыт показывает, что такой строительный материал действительно качественный и надежный, как так получилось, что двутавровые балки не заняли лидирующие позиции на отечественном рынке?

Дело в том, что истинная русская душа мастера привыкла работать с крепкими и надежными материалами: массивными, которые тяжело поднять и которые внушают уважение одним своим только видом.

И перекрытие издавна привыкли строить из прочных больших и тяжелых деревянных балок или даже цельных бревен, но уж точно не из «хитрых» инновационных конструкций с тонкой перегородкой. А то, что здесь надежность обеспечивают все те же законы физики, без которых не обойтись ни в строительстве, ни в архитектуре – это уже другой вопрос.

И до сих пор большинство российских застройщиков готовы сделать балки перекрытия даже из металла, чем из двух планок и OSB. Хотя на самом деле такие балки обладают целым рядом преимуществ!

Читайте также:  Опалубка для монолитного перекрытия

Конструкция и применение двутавровых деревянных балок

Схематически конструкция двутавровой балки выглядит так: дерево + OSB-3 +дерево. Что такое дерево понятно всем, а по поводу OSB-3 можно сказать что это многослойный лист (три – четыре слоя) из тонких щепок, склеенных специальными смолами. Плита OSB-3 используется для несущих балок, работающих в условиях повышенной влажности.

Конструкция деревянной двутавровой балки

Стандартизация размеров двутавровых балок позволяет производить заранее расчеты перекрытий что существенно упрощает их монтаж и подбор в зависимости от нагрузок. Однако, не последним критерием при подборе размеров балок является высота предполагаемого утеплителя. Сама форма двутавра согласно теоретическим расчетам является оптимальной при распределении нагрузок на изгиб.

Конструкция и применение двутавровых деревянных балок

Сочетание дерева и ОСП-3 дает такую прочность, которая гораздо выше чем у балок из цельной древесины

Помимо вышеописанного деревянные двутавровые балки с успехом применяют не только для межэтажных перекрытий, но и в следующих конструкциях:

  • Для обустройства полов. Балки-лаги имеют большое сопротивление на изгиб, значить пол не будет прогибаться и скрипеть.
  • Универсальность для сооружения различных панелей при возведении стен.
  • Низкая степень деформации обеспечивает надежность основания стропильных систем.
  •  Для создания качественной монолитной опалубки для бетонного фундамента.

Деревянные балки

Деревянные двутавры имеют аналогичную металлическим форму, но все же, отличаются от них геометрически. Они состоят из двух прямоугольных деревянных брусков (полки) и ОСП плиты (стенка). Иногда в качестве материала для стенки используют фанеру или брус.

Главной отличительной особенностью деревянных двутавровых балок является сочетание прочности и легкости. По сравнению с обычными деревянными двутавровые при одинаковом весе способны выдержать гораздо большую нагрузку. Благодаря чему вся конструкция заметно облегчается.

Деревянный двутавр, в основном, используется при строительстве частных каркасных и каркасно-панельных домов. Так же они применяются при строительстве перегородок, мансард и при кровельных работах.

Деревянные балки

Преимущества деревянных двутавровых балок:

  • прочность;
  • жесткость;
  • легкость;
  • влагостойкость;
  • правильная геометрия;
  • простота монтажа;
  • низкая теплопроводность.

Недостатки деревянных двутавров:

  • в сравнении со стальными уступают им в прочности;
  • в России нет нормативов по применению ОСП (производитель может использовать вместо влагостойкой обычную).

Размеры и вес

Деревянные балки

Благодаря легкости обработки используемых материалов размеры балок могут быть практически любыми. Это относится и к высоте и толщине стенки, ширине и толщине полок. А вот максимальная длина балки может быть не более 16 метров.

Причем длиннее 8 метров рекомендуется укладывать как минимум на три опоры. Вес ее зависит от тех материалов из которых она сделана (ОСП плита, фанера, различные породы дерева). В основном он варьируется от 3,5 до 10 килограмм на погонный метр.

Процесс расчета

Вначале необходимо произвести расчет длины балок перекрытия. В этом случае этот параметр должен соответствовать ширине пролета, который будет служить в качестве перекрытия. Глубина погружения в стены должна вычисляться при условии материалов, применяемых для возведения дома. Если стены будут возводиться с использованием кирпича, то глубина заделывания будет составлять 10 см. Чтобы выполнить перекрытия в доме из деревянного бруса, то стоит вести монтаж балки в зарубки в стенах на уровень не меньше 7 см.

Как использовать плита перекрытия пк 12 вместо деревянных балок можно узнать из данной статьи.

Если в качестве крепежных элементов будут использованы особые дополнительные крепы, то за длину балки необходимо принимать размер перекрываемого пролета. В данном случае нужно вымерить расстояние между стенами, на которые и будет вестись установка балок.

Бывают такие конструкции для формирования ската кровли, в которых балки выходят из стен наружу. В этом случае ноги стропильной системы монтируются прямо к балкам перекрытия. Тогда выпуск наружу применяют 30-50 см.

Читайте также:  Бетонная плита своими руками для сада и фундамента

Каковы размеры многопустотных плит перекрытия можно узнать из данной статьи.

Как использовать сухую дубовую обрезную доску в целях балок можно из данной статьи.

Теперь можно переходить к расчетам нагрузки на перекрытие. На представленную конструкцию воздействует нагрузка его собственной массы, эксплуатационная нагрузка, которая включается в себя массу мебели, пола, элементов обихода.

Рассмотрим расчетные мероприятия на таком примере: чердачное помещение, утепленное легким материалом, имеется легкая подшивка, может выдерживать нагрузки собственной массы 50 кг/м2. Для определения эксплуатационной нагрузки необходимо воспользоваться нормативными документами. Если чердачное перекрытие сделано из деревянных основных материалов и легким теплоизолятором, то нагрузка согласно будет соответствовать: 70*1,3=90 кг/м². 70 кг/м². В результате удалось получить нагрузку с учетом нормативов. В формуле присутствует коэффициент запаса, равный 1,3.

Для вычисления общей нагрузки необходимо сложить такие цифры: 50+90=140 кг/м². Чтобы быть уверенным надежности полученного значения его стоит округлить в большую сторону. В таком случае общая нагрузка будет составлять 150 кг/м2.

О том сколько стоит доска обрезная 50х150х6000 для использования в виде балок можно узнать из данной статьи.

В том случае, когда помещение будет использоваться интенсивно, необходимо увеличить нормативное значение нагрузки. Для этих целей расчет имеет следующий вид: 50+150*1,3=245 кг/м². После округления принимает 250 кг/м2. Если при изготовлении балки применяли более тяжелые материалы, то это также нужно учитывать при расчете.

Когда на чердаке будет происходить обустройство мансарды, то учитывать следует вес пола и мебели. В таком случае общая нагрузка может достичь 400 кг/м2.

Как использовать доску обрезную размером 40х150х6000 и какова её  цена можно узнать из статьи.

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

1. По назначению

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Подвальное и цокольное перекрытие по деревянным балкам

Подвальное и цокольное перекрытие по деревянным балкам Основное требование к такому перекрытию – высокая прочность. Поскольку в данном случае, балки будут служить основой для перекрытия пола и соответственно, должны выдерживать значительную нагрузку.

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Совет. Если под первым этажом будет располагаться гараж или большой подвал лучше делать деревянное перекрытие по металлическим балкам. Поскольку деревянные подвержены гниению и не всегда могут выдержать значительную нагрузку. Или же уменьшить расстояние между балками.

Чердачное перекрытие по деревянным балкам

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Чердачное перекрытие по деревянным балкамПринцип конструктивного устройства может быть независимым или являться продолжением крыши, т.е. частью стропильной системы. Первый вариант более рационален, т.к. является ремонтопригодным, плюс, обеспечивает лучшую звукоизоляцию.

Междуэтажное перекрытие по деревянным балкам

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Междуэтажное перекрытие по деревянным балкамКонструктивная особенность заключается в эффекте два в одном – балки перекрытия между этажами с одной стороны являются лагами для пола, а с другой, опорами для потолка. Пространство между ними заполняется тепло- и звукоизоляционными материалами, с обязательным использованием пароизоляции. Пирог снизу обшивается гипсокартоном, а сверху застилается половой доской.

2. По виду

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Деревянные балки перекрытия также различаются между собой, и каждый вид имеет свои преимущества.

Цельные (цельномассивные) деревянные балки перекрытия

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Для их изготовления применяется массив дерева твердых пород хвойных или лиственных деревьев.

Межэтажные перекрытия по деревянным балкам, могут быть выполнены цельными только при незначительной длине пролета (до 5 метров).

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Клееные деревянные балки перекрытия

Снимают ограничение по длине, поскольку данная технология изготовления позволяет реализовать балки перекрытия большой длины.

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

За счет повышенной прочности деревянные клееные балки применяются в тех случаях, когда требуется выдержать повышенную нагрузку на перекрытие.

Клееные деревянные балки перекрытия — схема устройства

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Преимущества клееных балок:

  • высокая прочность;
  • возможность перекрывать большие пролеты;
  • легкость монтажа;
  • незначительный вес;
  • длительный срок службы;
  • отсутствие деформации;
  • пожарная безопасность.
Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Максимальная длина деревянной балки перекрытия такого вида достигает 20 метров погонных.

Читайте также:  Стропильная система на плитах перекрытия

Поскольку клееные деревянные балки имеют гладкую поверхность, их часто не зашивают снизу, а оставляют открытыми, создавая в комнате стильный дизайн интерьера.

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

Экономичный вариант перекрытия

Экономичным называется перекрытие, состоящее из деревянных щитов. Эти детали бывают с обшивкой с одной или с двух сторон. Они соединены с каркасом, что помогает им хорошо выдерживать все нагрузки вертикального характера. Щиты являются несущими только тогда, когда они надежно соединяются с каркасными досками. Доски повернуты ребрами к щитам и соединяются именно этими поверхностями. Поскольку ребра из досок и обшивка прочно соединены в единую конструкцию, они имеют несущую способность не меньше, чем деревянные балки перекрытия.

Отличным материалом для обшивки являются строительная фанера и плиты ДСП. Применяются и обычные доски, но они не создают перекрытие, обладающее высокими несущими характеристиками. При их применении получается значительное количество швов, имеющих одно направление.

Экономичный вариант перекрытия

Не могут быть дополнительными несущими элементами и гипсокартонные плиты, а также столярные и цементостружечные плиты. Рациональность их использования невелика еще и потому, что они стоят дороже, чем ДСП и фанера.

Расчет двутавровых балок

Одна из важных характеристик, которую нужно учитывать – тип фиксации балки в сочетании с распределением на него нагрузки. Наиболее распространены следующие типы:

  • шарнирно-опертые конструкции – нагрузка при этом может распределяться равномерно, или быть сосредоточенной в одной или двух областях;
  • вариант с жесткой заделкой одного из концов и равномерным распределением нагрузки;
  • вариант с одним пролетом, односторонней консолью, добавочной опорой и равномерным распределением силы;
  • жестко заделанная консоль с сфокусированной в одной точке нагрузкой.

Необходимо также вычислить суммарную нагрузку, действующую на здание. В нее входят составляющие нескольких типов. Постоянную нагрузку (в случае с обычной межэтажной балкой в жилом доме) создают масса самого элемента, перекрытия и цементной стяжки, переменную – к примеру, снег и предметы мебели. Посчитав общую сумму, ее умножают на коэффициент надежности (он зависит от типа двутавра и чаще всего равен 1,2 ил 1,3). Получившееся значение и нужно использовать в дальнейшем.

Расчет двутавровых балок

Для подбора размера профиля можно использовать таблицу, в которой приводятся рекомендуемые номера балок в зависимости от суммарной нагрузки, длины пролета и шага. К примеру, при давлении 300 кг/м² и трехметровом пролете с шагом в 1 м можно взять профиль №10. Для больших значений нагрузки и длины номер двутавра также будет больше.

Еще один способ – подобрать момент сопротивления по табличному значению, основываясь на суммарной массе, помноженной на коэффициент надежности. По его значению можно определить и рекомендуемый номер профиля по сортаменту. Для надежности лучше взять двутавр на 2 номера больше получившегося.

Область использования деревянной двутавровой балки

Как уже говорилось выше, сама концепция каркасной технологии строительства малоэтажных деревянных домов предусматривает значительное использование деревянной двутавровой балки для выполнения различных видов перекрытий.

  • Для полов: прогиб деревянной балки по всей плоскости незначительный, что обеспечит бесшумность напольного покрытия. Физические параметры двутавровых балок придают лагам пола дополнительную жесткость.
  • Для стен: успешно применяется для стеновых перекрытий, прочностные характеристики обеспечивают длительную комфортную эксплуатацию, а ассортимент размеров — универсальность применения для различных видов панелей.
  • Для потолка: используется в качестве стропильной системы при монтаже крыши. Низкая степень деформации данного типа строительного материала обеспечивает надежность и долговечность конструкции.
  • Для опалубки при бетонировании: дополнительное использование в качестве монолитной опалубки обеспечивает высокое качество бетонных конструкций и удобство пользования. Срок службы таких вспомогательных приспособлений также значительно выше, чем у обычного варианта.

Видео о том как устанавливать деревянные двутавровые балки: