Двутавровая балка или брус

Сделать межэтажные перекрытия или стропильные системы можно из самых разных материалов. Для этого традиционно применяется железобетон или стальные балки. Хотя данные материалы популярны, у них есть несколько серьёзных недостатков: из-за своего большого веса они сложно монтируются и оказывают ненужное давление на фундамент здания. Это плохо влияет на долговечность всей конструкции в целом.

Отличная альтернатива массивным стальным балкам — двутавр. Он имеет достаточную жёсткость и запас прочности для того, чтобы его можно было использовать для монтажа межэтажных перекрытий и стропильных систем, но при этом весят гораздо меньше. Малый вес позволяет сократить расходы — для возведения дома не придётся нанимать спецтехнику и большую бригаду строителей. Поднимать и устанавливать двутавровые балки на нужную высоту можно и вдвоём. Двутавровые деревянные балки делают из дерева — природного, экологически чистого материала.

Сфера применения и преимущества двутавров

Двутавр — это универсальный строительный материал, который можно без проблем использовать для любых строительных работ. Он применяется для монтажа перекрытий и стропильных систем при жилом и промышленном строительстве. При этом материал изготовления самого строения не особо важен. Это может быть дом каркасного типа, здание из кирпича или бетонного блока, либо строение из дерева. В случае с деревянными зданиями двутавровые балки могут быть использованы как для строительства домов из разных пиломатериалов, так и для возведения одноэтажных и двухэтажных бань.

Как уже упоминалось, основной особенностью двутавровых балок является их малый вес в сочетании с высокой прочностью. Помимо этого двутавры хороши тем, что они имеют высокую прочность на прогиб — это подтверждается нашими испытаниями, в которых конструкция из двутавровых балок выдержала вес двух тяжеловесных внедорожников. Благодаря особой технологии производства и качественным материалам изготовления, двутавровые балки не растрескиваются и не подвергаются деформации на протяжение долгих лет. Кроме того двутавровые балки не сыреют, им не страшен грибок и плесень.

Компания «Интер Сити» изготавливает двутавровые балки разной длины. Так как наши изделия очень прочны на изгиб, мы можем двутавры длиной до 13,5 метров, которые отлично подойдут для любого строительства. Мы делаем это в самые сжатые сроки: в зависимости от объёма заказа это может занять от 3 до 5 рабочих дней. Использование двутавра исключает необходимость использования жидких строительных растворов, что облегчает возведение межэтажных перекрытий и стропильных систем.

Технология и материалы изготовления

Тип крепёжных материалов и материалов изготовления полок может отличаться в зависимости от модели. Однако принцип всегда остаётся одним и тем же — на выходе получается лёгкая и крепкая балка, сделанная из сборных компонентов, намертво скреплённых друг с другом.

У нас вы можете заказать совершенно бесплатно расчёт количества двутавровых балок. Для этого просто напишите нам и пришлите планы или чертежи дома — мы быстро посчитаем стоимость балок для стропильной системы или перекрытий. А с помощью нашего онлайн-калькулятора вы сможете самостоятельно подобрать высоту сечения балки.

Брус или двутавровая балка в 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 металлической 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 практически никогда не используются. Им на замену пришли деревянные двутавровые балки. Они заменяют классические деревянные брусья 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.

Брус или двутавровая балка

Для каркасного домостроения подходят и брус, и двутавровая балка. Каждый из этих строительных материалов имеет ряд особенностей, оба используются при возведении каркасных домов . Двутавровые балки в каркасном строительстве используют для монтажа каркаса в качестве стоек равнозначно брусу. 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, пол лучше монтировать из клееного бруса (но это очень дорого) или деревянного двутавра (также дорого) или спаренной доски – это исключает скручивани. Плюс не будет скрипа полов при эксплуатации.

Технические характеристики обычного бруса и деревянной двутавровой балки

В каркасном домостроении 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. У 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. 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.

Качественная, сертифицированная двутавровая деревянная балка не подвержена прогибу и усадке. Ее длина может достигать 12 метров с нормативной величиной прогиба, а момент упругости Е у двутавровой балки в среднем равняется 8000 Мпа при ее весе в два раза меньше по сравнению с брусом.

Преимущества и недостатки балок из бруса и двутавровой балки

Достоинства обычного бруса

1. 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-за их дороговизны.

2. Жизненным опытом доказано, что деревянный брус при правильной обработке, монтаже и использовании – самый долговечный и самое важное – природный материал, аналогов которому нет.

3. Для монтажа кровли предпочтительно использовать брус, поскольку диагональный срез двутавровой балки на оконцовке стропил ухудшает ее прочностные характеристики, чего не происходит с брусом.

4. Стоимость бруса в 2, а то и в 3 раза дешевле двутавровой деревянной балки.

Недостатки обычного бруса

1. Брус подвержен кручению. Это неблагоприятно сказывается при отделке дома сразу же после завершения его монтажа. Поэтому часто в последнее время его заменяют спаркой из двух соответствующих досок. Таким образом скручивание полностью парируется.
2. Брус необходимо в обязательном порядке обработать качественной огнебиозащитой.

Достоинства двутавровой деревянной балки

2. Двутавровая балка обладает меньшей теплопроводностью, чем обычный брус;

3. Легкость монтажа – работы с двутавровой балкой.

Недостатки двутавровой деревянной балки

1. К недостатк ам 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.

2. Система монтажа двутавровых балок. Для крепления балок разработана и производится специальная оснастка, с помощью которой происходит их надежная установка. Недостатком является дефицит качественной этой оснастки на рынке.

3. Главным недостатком является высокая стоимость качественной, «правильной» двутавровой деревянной балки в сравнении с обычным брусом. В 2-3 раза.

4. Более низкая огнестойкость, чем у обычного бруса.

5. Опытным путем еще не подтвержден срок службы двутавровой балки.

6. Заполнение двутавра зачастую производится монтажной пеной либо пенополистиролом. В таком виде предпочтительнее брус в силу своих природных качеств.

7. ОСБ, входящая в состав двутавровой балки хуже выдерживает нагрузки по кручению в отличии от бруса.

8. ОСБ, входящая в состав двутавровой балки будет определенно длиной 2,5 или 2,8 м. Это максимальные длины ОСБ производителей заводов. То есть других величин на нашем рынке нет. Соответсвенно двутавровая балка большей чем 2,5 или 2,8 метра длины будет включать в себя несколько ОСБ по 2,5 или 2,8 м соответственно. А это не лучшим образом сказывается на целостности балки.

Вывод.

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 – современный материал, появившийся производстве строительных материалов. Только стоимость двутавровой деревянной балки на порядок выше стоимости бруса. А долговечность, стоимость в разы ниже, экологичность и природное происхождение бруса делают его более применимым в категории «ЦЕНА-КАЧЕСТВО».

Традиционно в качестве балок перекрытия используются доски, брусья и металлопрокат. Эти материалы, кроме достоинств, имеют и существенные недостатки: большой вес и дороговизну, сложность монтажа. В Америке с середины пятидесятых годов для создания межэтажных и чердачных перекрытий применяются деревянные двутавровые балки, а с недавних пор и в нашей стране такая технология начинает пользоваться успехом. Что представляют собой двутавровые балки, какие у них реальные физические и эксплуатационные характеристики?

Двутавровые балки перекрытия деревянные

Преимущества двутавровых балок

В отличие от традиционных деревянных балок двутавровые состоят из нескольких элементов, что дает определенные преимущества.

Что такое двутавровая балка перекрытия

Цены на двутавровые балки

За счет того, что полки разнесены далеко друг от друга, двутавр имеет очень большой момент инерции. Если использовать под балки традиционные квадратные брусья и двутавры с одинаковым сечением, то последний держит в семь раз большие усилия на изгиб, а деформация у него в тридцать раз меньше. Вывод – применение по время сборки нагруженных элементов зданий вместо брусьев двутавров позволяет минимум в семь раз уменьшать расход дорогостоящих пиломатериалов, дома стоят значительно дешевле и при этом по прочности намного превосходят традиционные.

По своим характеристикам брус заметно проигрывает двутаврам

К основным преимуществам можно отнести следующие характеристики.

Прочность на изгиб вдоль оси. Мы специально обратили внимание на направление изгибающего усилия, показатели прочности двутавровой балки очень неодинаковы. Максимальное усилие двутавры выдерживают только при определенном направлении изгибающего момента, это всегда надо помнить и учитывать при монтаже. Как только нарушится положение элемента или изменится направление усилия, конструкция резко теряет первоначальную прочность. При правильном положении верхняя полка двутавровой балки должна работать на сжатие, а нижняя на растяжение. Стенка держит лишь незначительные переменные напряжения.

Физико-механические свойства двутавровых деревянных балок

Благодаря стойке из ОСП и способу крепления элементов, двутавровая балка практически не подвержена деформации

Использование двутавровых балок позволяет снизить нагрузки на стены и фундамент строения

Двутавровые балки отличаются небольшим весом, что значительно упрощает их монтаж и позволяет сэкономить на помощниках

Виды балок

Отечественная классификация отличается от общепринятой европейской только названиями, линейные и физические параметры почти одинаковые.

Таблица. Разновидности двутавровых деревянных балок

Европейский стандарт, стойка из плиты ОСП толщиной 10 мм. Общая высота двутавра 302 мм или 241 мм, полки размером 38×64 мм.

Размер полок 64×38 мм, стойка из ОСП 3 толщиной 10 мм. За счет того, что ширина полки в два раза больше толщины, удается увеличить площадку для вбивания метизов при фиксации различных дополнительных элементов перекрытия. Эти полки можно использовать для облегчения монтажа утеплителей и инженерных систем: электрической проводки, кабелей и т. д.

Высота балки 302 мм или 241 мм, толщина плиты ОСП 10 мм. Имеет увеличенные полки размером 89×38 мм, за счет чего возрастает фактическое сопротивление усилиям на изгиб. Двутавр изготавливается по европейским стандартам.

Полки 38×64 мм, высота двутавра 302 мм и 241 мм. Рекомендуется применять для перекрытия небольших по длине пролетов, часто используются как дополнительные перемычки для увеличения жесткости конструкции и уменьшения размеров незаполненных пролетов. Аналог европейской серии NJ. Отличия – при изготовлении применяются не те клеящие составы, физические характеристики ОСП не в полной мере отвечают нормативным актам.

По линейным размерам похожи на европейские балки NJH, размер полок 64×38 мм. Высота балки может быть 241 мм, 302 мм, 356 мм и 406 мм. Высота выбирается с учетом исходных данным по нагрузкам и типу утеплительных материалов.

Полки 38×64 мм, высота 140. Стойка из ОСП толщиной 10 мм. Балки с небольшой высотой рекомендуется применять для сооружения внутренних межкомнатных перегородок.

Высота 241 мм, 302 мм, 256 мм, 406 мм, 457 мм, полки 89×38 мм. Могут применяться не только во время строительства частных домов, но и больших по площади коммерческих или производственных помещений.

Полки 89×38 мм, высота 140 мм. Легкая серия, чаще применяется как вертикальная стойка, может выдерживать значительные усилия на сжатие.

На какие параметры обращать внимание при расчетах

Каждая двутавровая балка перекрытия может выдерживать определенную максимальную нагрузку. Во время проектирования специально предусматривается дополнительный запас прочности в пределах 40–50% — это позволяет полностью исключать вероятность появления аварийных ситуаций из-за грубых нарушений технологии строительства. Какие исходные данные нужны для расчетов?

1. Максимальные значения нагрузки на перекрытие. Определяется нагрузка на одну балку, составляется эпюра усилий и на основании полученных данных по таблицам подбирается сечение.
2. Длина пролета перекрытия. При расчетах этот параметр нужно увеличить и предусмотреть площадки для упора двутавровых балок.

Расчет шага балок в зависимости от длины пролета

Шаг двутавров принимается стандартным 60 см и согласуется с размерами утеплителей из минеральной ваты. Из специальной таблицы архитекторы для расчетов используют осевой и статический момент инерции, для определения расстояния между балками учитывается радиус инерции. Прогиб вычисляется исходя из нормативной и расчетной нагрузки, длины перекрытия и расчетного сопротивления. При этом соблюдается обязательное условие, что прогиб деревянной двутавровой балки перекрытия не может превышать 1/250 ее длины.

Расчет прогиба балок

Как изготовить двутавр своими руками

Сразу предупреждаем, что для выполнения таких работ надо иметь электрические деревообрабатывающие инструменты и солидный опыт плотника. Двутавровые балки – несущие элементы повышенной ответственности, любые отклонения между расчетными и фактическими параметрами становятся причиной очень серьезной ситуации – нарушение устойчивости перекрытия. Мы рассмотрим самый простой вариант изготовления элементов, применять которые можно только на различных хозяйственных пристройках.

Двутавровые балки можно изготовить самостоятельно, что позволит сократить строительную смету

Предварительно подготовьте рабочее место. Понадобится длинный стол, его размеры должны отвечать параметрам изготавливаемых балок. Стол делайте из подручных материалов, главное чтобы поверхность была максимально ровной. К нему потом прибиваются специальные доски для соединения элементов балки в единую конструкцию.

Шаг 1. Подсчитайте количество и закупите необходимые пиломатериалы. Для балки надо иметь брус с размерами, соответствующими серии двутавра, плиту ОСП 3, столярный клей и небольшие гвоздики или специальные скобы. В упрошенном варианте клей не применяется, но опытные строители настоятельно рекомендуют не пропускать этот важный производственный этап. Это очень негативно отражается на показателях прочности бруса.

Для начала нужно подготовить инструменты и материалы для работы

Шаг 2. Подготовьте рейки. Точно посередине следует вырезать канавку глубиной примерно 10 мм и шириной в соответствии с толщиной плиты. Промышленное производство предусматривает сложный профиль канавки, такой же вид придается и кромкам плиты ОСП. За счет этого существенно увеличивается сила сцепления полок со стойкой. Если у вас нет такого оборудования и набора фрез, то канавку можно делать прямоугольной. Соответственно, кромки плиты также не фрезеруются. Длина реек должна отвечать размерам пролета, ширина и высота выбирается в зависимости от предполагаемых нагрузок.

В рейках вырезают продольные канавки по толщине плиты

Практический совет. В связи с тем, что кустарно изготовленные двутавры могут иметь существенные отклонения по прочности на изгиб, увеличивайте их размеры минимум на 50%. Лучше пусть немного возрастет расход пиломатериалов, чем потом устранять сложные последствия обвала перекрытия.

Шаг 3. Обильно намажьте канавку столярным клеем. Можно использовать ПВА, он на практике показал неплохие свойства, с ним легко работать. Кроме того, по стоимости этот материал не оказывает большого влияния на общую цену самостоятельно изготовленных двутавров.

Пазы промазывают клеем

Шаг 4. Вставьте в паз подготовленный кусок плиты ОСП. Он должен входить с небольшим натяжением, добиться этого можно за счет уменьшения ширины канавки. Если у вас плита толщиной 10 мм, то для вырезания паза берите фрезу шириной не более 9 мм. Дело в том, что непрофессиональные станки невозможно точно отрегулировать, у них всегда будет биение. Как результат – девятимиллиметровая фреза будет давать канавку шириной 9,5–10 мм. В нашем случае это не проблема – плита будет прочно держаться в пазу.

Вставляют заготовку из ОСП

Забивайте плиту через небольшой отрезок доски, в противном случае кромка начнет крошиться. Внимательно следите, чтобы ОСП входила по всей длине до упора, плоскости должны быть строго параллельными. Если длина ОСП недостаточна, то надо использовать два куска плиты. В месте соединения подбейте их в торец до плотной стыковки.

Куски плиты плотно стыкуют

Шаг 5. Посадите на место вторую верхнюю рейку. Технология ничем не отличается от вышеописанной.

На ОСП надевают верхнюю планку

Шаг 6. Переверните двутавр набок и закрепите его в подготовленных шаблонах на столе. Расстояние между досками должно точно отвечать высоте двутавра, прибивайте их ровно по линии. Если двутавр немного не входит, то это значит, что рейки не до конца вошли в плиты, поправьте их положение, добейте элементы молотком.

Двутавр укладывают между шаблонами из досок

Шаг 7. Закрепите скобами рейки и плиты, расстояние между креплениями примерно 20–25 см.

Рейки и плиты скрепляют скобами

Шаг 8. Переверните двутавр обратной стороной, зафиксируйте его между досками и опять скрепите элементы скобами. Двутавр собран, теперь его надо аккуратно уложить на ровную площадку для полного высыхания клея. Желательно балки хранить под навесом.

Готовые балки выкладывают на ровную поверхность и оставляют до полного высыхания клея

Если в перекрытиях планируется прокладка коммуникаций, в балках предварительно высверливают отверстия соответствующего диаметра. После монтажа двутавров сделать это будет затруднительно, к тому же, есть риск нарушить конструкцию.

Сверление отверстий для коммуникаций

Цены на OSB (ориентированно-стружечные плиты)

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

Монтаж с упором на стену

Советы при покупке

Внимательно проверяйте качество двутавров, это очень ответственные элементы. При превышении нагрузки простой брус вначале прогнется, а только потом трескается. Это позволяет вовремя заметить и устранить проблему. Двутавровая деревянная балка в таких ситуациях не прогибается, а сразу разрушается, последствия аварии могут быть трагическими. На что следует обращать внимание в первую очередь?

Наличие гнилых сучков, заболони, больших трещин. Полки двутавров должны изготавливаться только из древесины не ниже первого сорта.

Для полок двутавров используют древесину не ниже 1 сорта

Между полкой и стенкой балки не должно быть щелей

В качественных балках пазы под стойку обязательно промазываются клеем

Рекомендуется во всех случаях требовать сертификат качества, в нем должны быть указаны не только технические параметры, но и реквизиты производителей.

Цены на различные виды бруса

Заключение

Не бойтесь использовать современные строительные технологии, они дают возможность ставить долговечные и удобные дома при значительном уменьшении сметной стоимости. Двутавровые балки можно применять не только для перекрытия — их используют и при строительстве стропильной системы, несущих каркасов деревянных строений различного назначения и т. д.

Видео — Двутавровые балки перекрытия деревянные

К сожалению, отечественная строительная промышленность и технологии отстают от зарубежных на несколько десятилетий. То, что в развитых странах используется давно, для нас считается новинкой. Вы кратко узнали о физических характеристиках двутавровых балок, познакомились с технологией их изготовления и использования. Теперь следует воплощать свои знания в жизнь, начинайте с расчета стропильной системы, замените брусья двутавровыми балками перекрытия. Как делаются расчеты можно прочитать в статье на нашем сайте.

Степан Русов главный редактор

Автор публикации 14.11.2018

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!