Применение двутавровых балок в перекрытиях

Применение разных видов двутавровых балок

Двутавровая балка — это строительный элемент в виде горизонтального бруса. При возведении зданий и сооружений, балка выступает незаменимой деталью конструкции, так как на нее оказывается значительное давление. Важно при расчетах выбрать правильные параметры изделия для безопасной эксплуатации постройки.

сварная двутавровая балка

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.

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.

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.

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.

Применение

  • эстакады и мосты;
  • шахты и метро;
  • тоннели для железнодорожного и обычного транспорта;
  • конструкции котлованов и устройств укрепления береговой линии;
  • производственные цеха, склады;
  • грузовые платформы, железнодорожные вагоны и транспортные суда.

Помимо этого строительный элемент довольно популярен при устройстве мансардных помещений. Успешно применяется в стропильных системах и при монтаже кровли.

Балки используются не только в строительстве железобетонных сооружений или металлоконструкций, но и при возведении деревянных домов и лестниц.

Двутавры применяют при пролетах, ширина которых достаточно большая для того, чтобы задействовать бетонные конструкции. Перекрытие в таком случае, в отличие от балки, не сможет выдержать предполагаемую нагрузку.

Независимо от материала двутавры представляют собой надежные строительные. К тому же профили, за исключением некоторых видов, имеют незначительный вес, что позволяет их легко транспортировать на место строительства. Работа с двутаврами не представляет особой сложности: монтаж осуществляется с помощью сварки, а также заклепок и болтов.

двутавровый профиль

Преимущества и недостатки двутавровых балок

  • Способность выдерживать нагрузки во всех направлениях;
  • удобство при перевозке, возможность рационального хранения и простота монтажа;
  • благодаря особой форме при производстве профиля используется меньше материала, при этом двутавр легче сплошных балок;
  • возможность использования ручной газосварки или электродуговой сварки при монтаже;
  • жесткость конструкции, обеспеченная Н-образным сечением, сводит крутящий момент к нулю;
  • устойчивость к влиянию атмосферных осадков и механических разрушений;
  • изготовление балки на заказ, учитывая индивидуальные размеры.
  • Невысокие показатели огнестойкости, что может привести к разрушению всей конструкции;
  • неустойчивость против возникновения коррозии, нужно обрабатывать специальными покрытиями;
  • неспособность обеспечить жесткость при больших пролетах.

Несмотря на перечисленные недостатки, двутавровые балки остаются востребованными в разных областях строительства.

конструкции из двутавра

Материалы

  • железобетонные профили применяют при возведении гражданских и крупнопромышленных зданий, металлоконструкций, перекрытий, подвесных путей и опор мостовых сооружений;
  • углеродистая сталь занимает 80% рынка производства двутавров, отличается технологическими и прочностными параметрами;
  • низколегированная прокатная сталь характеризуется устойчивостью к динамическим нагрузкам благодаря содержанию кремния, алюминия и марганца;
  • сталь, для мостостроения, является самым прочным сплавом, который наделен возможностью сопротивления циклическим нагрузкам;
  • алюминиевый сплав применяется, когда необходимо уменьшить вес конструкции, к тому же двутавры из алюминия обладают повышенными коррозийными характеристиками.

Производство двутавровых профилей осуществляется на крупных предприятиях, при этом выпускаются большие партии строительных элементов.

Существует не менее популярный вид двутавра, выполненный из дерева. Его применяют для формирования каркаса построек, устройства перекрытий между этажами или стропильной системы, а также возведения балконов и мансард. Профиль состоит из двух брусьев хвойных пород и плит ОСБ между ними. Конструкция не деформируется при большой нагрузке, имеет гладкую поверхность и не требует специальной техники для монтажа.

ГОСТ двутавровая балка

Горячекатаные и сварные балки

По способу производства металлические двутавры бывают горячекатаные и сварные.

Горячекатаные двутавры изготавливают путем прокатки при высоких температурах на специальном прокатном стане. Профиль формируется из раскаленной болванки из стали, в результате чего получается монолитная балка без швов. Процесс производства отличается простотой. При этом горячекатаный двутавр отличается надежностью и прочностью.

  • монолитность изделия благодаря отсутствию швов;
  • наличие типоразмеров, что упрощает расчет конструкции;
  • стандартные двутавры всегда доступны на оптовых складах.
  • утолщенные стенки приводят к увеличению веса балки и конструкции в целом;
  • наличие окалины на поверхности после процесса прокатки;
  • ограниченность в размерах, так как на российском рынке представлены двутавры шириной не более 40 см и длиной — 12 м;
  • производство осуществляется только на крупных предприятиях, что значительно увеличивает стоимость транспортировки в небольшие населенные пункты.

Помимо горячекатаных изделий производят сварные двутавровые балки. Они довольно широко используются при возведении жилых и общественных зданий, а также промышленных объектов. Процесс изготовления представляет собой соединение металлических полос при помощи сварки. Сварной двутавр переносит большие нагрузки, при этом практически не подвержен скручиванию.

деревянные двутавровые балки

  • производство изделий с учетом ширины полки, дополнительных ребер жесткости и перфорации;
  • изготовление профилей с составом из разных марок стали;
  • ускоренный срок производства и доставки;
  • небольшой вес, что значительно уменьшает количество средств, затраченных на возведение фундамента и стен.

Из недостатков сварных изделий можно назвать наличие швов после сварки, что в некоторой степени понижает прочность конструкции. Для укрепления балки приваривают дополнительные ребра жесткости в виде пластин. Использование металлических пластин приводит к лишним затратам и удорожанию проекта.

виды двутавров

Параметры конструкции согласно сортаменту

Все металлические двутавровые балки выполняются в соответствии с требованиями нормативных документов. При этом профили имеют определенную регламентом форму и состав.

Исходя из этого, можно легко подобрать параметры балок, необходимых для отдельно взятой конструкции.

  • высота (Н) — расстояние от верхней до нижней плоской полки;
  • ширина (В) — поперечная длина полок двутавра;
  • толщина стенки (S) — толщина плоскости, расположенной между полками;
  • средняя толщина стенки (t) — полки к краям сужаются, а к середине — расширяются, поэтому толщина высчитывается по формуле: B-S/4;
  • радиус внутреннего закругления — размер закругления полок в месте присоединения к стенке.

При этом длина двутавровой балки — 4-15 метров.

Соотношение массы и размеров двутавра нужны при расчете количества балок и выбора способа перевозки строительных изделий. Сколько весит двутавровая балка можно узнать в таблице.

вес двутавровой балки

Классификация двутавровых балок

Двутавровые балки отличаются по нескольким показателям, в связи с этим имеют различную маркировку. Параметры профилей разных марок можно найти в таблице сортаментов изделий. Исходя из конструкции, двутавры делятся на три основных вида: стандартный профиль, широкополочный и колонный. Также существует несколько дополнительных категорий.

Нормальный или стандартный двутавр (Б) используется при средних нагрузках. Применяют в основном при строительстве зданий и сооружений, эстакад, мостов и тоннелей, а также для железнодорожного транспорта.

Широкополочный двутавр (Ш) применяется при повышенных нагрузках. Он обладает долговечностью благодаря форме и расположению полок. Профиль характерен высокими показателями прочности, жесткости и коэффициентом сопротивления при сжатии и изгибе.

Колонный тип двутавра (К) отличается толщиной перемычек и полок, что делает изделие устойчивым к механическим нагрузкам. Местом применения являются колонны и опорные конструкции. Одним из минусов данного типа является мощное сечение балок, что приводит к увеличению веса.

Монорельс (М) имеет специальное назначение. Так как полки двутавра располагаются под наклоном, его используют для создания системы транспортировки на производственных складах.

Специальный двутавр (С) с различными расположениями полок: параллельным или под наклоном. В основном применяется при выполнении армирования шахт.

Узкополочный двутавр (У) характеризуется уменьшенной шириной полок. Используется в качестве опор для слабонагруженных конструкций.

Дополнительный двутавр (Д) не попадает ни в одну из обозначенных категорий. Изготавливают такие балки на заказ по индивидуальным параметрам.

Двутавровая балка имеет различные параметры, что определяет их сферу применения. При этом выпуск двутавров строго регламентируется государственными нормативными документами. Благодаря контролю производства, стандартам и нормам с помощью двутавровых профилей можно обеспечить прочность и долговечность возводимого сооружения.

Двутавровые балки перекрытия – все про «Н»-образный прокат

Двутавровые балки перекрытия с каждым годом обретают все большую популярность благодаря своим неоспоримым достоинствам. Познакомимся с их видами, производством и уделим внимание особенностям расчета элементов.

1 Первое знакомство с двутавром

Что собой представляет двутавр? Это профиль, сечение которого по форме напоминает букву «Н». Такое решение самым благоприятным образом отразилось на характеристиках изделия. Например, если сравнивать двутавр со стандартными конструкциями квадратного сечения, то его жесткость и прочность выше в 30 и 7 раз соответственно. Наиболее распространенными считаются металлические изделия, однако такие конструкции также изготавливают и из дерева.

Первое знакомство с двутавром

Этот профиль очень часто используется при монтаже перекрытия и возведении мостовых сооружений. Кроме того, встретить двутавровые балки можно в автомобильной промышленности, вагоностроении, еще они незаменимы, если речь идет об армировании шахтных стволов. Основными характеристиками этого вида металлопроката считают высоту самого двутавра, ширину, среднюю толщину, а также радиус закругления полок. Еще учитывается и радиус внутреннего закругления. Все эти показатели и определяют дальнейшее применение элемента. Например, для поверхностных путей используют балки серии М с уклоном внутренних граней полок равным 12°. Если речь идет о прокате серии С, применяемом для армирования шахтных стволов, то этот параметр увеличивается и составляет 16°.

Читайте также  Как укладывать плиты перекрытия на фундамент

2 Особенности классификации и маркировки

Внутренние грани полок двутавра могут располагаться параллельно либо с уклоном. В зависимости от условий применения и соотношения размеров прокат делится на следующие типы. Нормальные, широкополочные и колонные элементы обозначаются символами «Б», «Ш» и «К» соответственно. Если в маркировке обнаружите букву «Д», то речь идет о профиле дополнительной серии. Еще широкополочные и нормальные двутавры могут обозначаться сочетанием символов «ДШ» и «ДБ».

Особенности классификации и маркировки

Кроме того, такие конструкции делятся на сварные и горячекатаные. Первые получают путем сваривания стенки и поясов. А вот вторые изготавливают на специальных прокатных станах. Если горячекатаные изделия имеют одинаковые размеры по всей длине, а также полностью состоят из одного и того же металла, то со сварными элементами можно экспериментировать. Их пояса могут состоять из листового или профильного проката, гнутого профиля либо швеллера. При этом характеристики и свойства поясов одного и того же двутавра иногда отличаются, так как состоят из различного металла. Существуют изделия переменного сечения. Это дает возможность более рационально использовать металл и упрочнить конструкцию в местах повышенной эксплуатации.

3 Достоинства и недостатки такого металлопроката

В этом пункте суммируем все плюсы, которыми обладают двутавровые балки. Прежде всего стоит отметить их отменные прочностные характеристики, благодаря которым этот материал можно использовать даже в качестве перекрытия очень длинных пролетов. При этом монтаж элементов не составит огромного труда, да и при необходимости вы всегда сможете обработать поверхность. Такой прокат не подвержен ни деформации, ни усадке. Его по праву можно назвать универсальным, ведь такая балка встречается как в конструкции потолка, так и стен.

Достоинства и недостатки такого металлопроката

Еще достоинства и недостатки элементов во многом зависят от их вида. Например, горячекатаные конструкции монолитные, и нет необходимости применять дополнительную арматуру, даже если речь идет об очень сильных нагрузках. К тому же они более просты в изготовлении и экономичны. Сварной профиль имеет дополнительные ребра жесткости, благодаря которым можно снизить толщину стенок и соответственно себестоимость изделия. Плюс такие элементы изготавливают по индивидуальным заказам, и их размеры устанавливает клиент. Это позволяет минимизировать отходы во время строительства. Также по требованию заказчика конструкция может быть усеченной, равно- либо неравнополочной, иметь перфорацию, фланцевые соединения.

А вот к минусам монолитного проката стоит отнести высокую емкость металла, вызванную утолщением стенок, а также вес и размеры конструкции. Дело в том, что такие двутавровые балки изготавливаются только в соответствии с ГОСТом, а значит, их параметры, в том числе и длина, должны полностью соответствовать размерам, указанным в документации. Поэтому очень часто мы вынуждены самостоятельно резать элемент, а излишки приходится списывать в отходы, что нерационально. Недостатками сварных изделий можно назвать необходимость использования дополнительной арматуры для создания ребер жесткости, что увеличивает трудозатраты.

4 Правила калькуляции двутавров

Как видно, выбор двутавровых конструкций довольно большой, но чтобы использование этого элемента было рационально и конструкция получилась надежной, следует правильно подобрать профиль. В этом пункте мы рассмотрим, как найти подходящий двутавр. Если планируете использовать изделие для перекрытия, необходимо знать такие параметры, как расстояние между стенами и максимальную нагрузку, которая будет приходиться на будущую конструкцию. Далее провести расчет можно с помощью специальных онлайн-калькуляторов либо вычислить параметры самостоятельно.

Заглянув в ГОСТ, вы найдете таблицы, в которых указаны обозначения, размеры, площадь сечения профиля и линейная плотность материала. Также существуют таблицы, где оговаривается масса одного метра изделия. Чтобы узнать вес всего элемента, необходимо умножить массу его метра на длину. А вот для расчета несущей способности двутавровой конструкции нужно уточнить и ширину полок. Причем этот параметр должен соответствовать и сечению несущей колонны. Например, если это квадрат со стороной 510 мм, тогда необходимо подобрать профиль шириной не более 460 мм. Это обусловлено тем, что двутавр нужно будет приваривать и требуется оставить запас для сварочных швов.

Правила калькуляции двутавров

Для расчета нагрузки следует сначала узнать нормативное воздействие (нагрузка, приходящаяся на 1 м профиля). Затем это значение умножаем на коэффициент прочности по нагрузке и полученный результат суммируем с массой изделия. Таким образом, мы вычисляем момент сопротивления, а там дело за малым, осталось только подобрать из сортамента нужный профиль.

При этом следует учитывать, что металлическая конструкция может использовать максимум 80% от допустимого прогиба.

Современные технологии значительно упрощают нашу жизнь и если нет никакого желания самостоятельно заниматься расчетами и подбирать нужный вариант по справочникам, то можно воспользоваться онлайн-калькулятором. С ним работать очень просто, необходимо всего-то заполнить пустые поля и программа выдаст оптимальные варианты. Нужно указать конструкцию, в которой будет использоваться двутавровая балка, например, она необходима для перекрытия. Затем уточняете максимальный пролет и шаг установки профиля. Шагом называется расстояние между двумя элементами, расположенными параллельно друг к другу. Рекомендуемая величина составляет 1 м, но в некоторых случаях можно увеличить его до 1,2 м. Также необходимо знать расчетную нагрузку, приходящуюся на квадрат и угол наклона стропил. Теперь вы знаете, какой именно элемент лучше всего подойдет для конкретного перекрытия.

5 Усиление своими руками – делаем безопасно

Безусловно, лучше всего подобрать двутавр с нужной несущей способностью и использовать его, но иногда такой возможности нет и необходимо усилить конструкцию самостоятельно. Этому вопросу мы и уделим внимание. Стоит отметить, что усиление различных узлов происходит неодинаково.

Усиление своими руками – делаем безопасно

Если на элемент перекрытия приходятся нагрузки на сжатие, растяжение либо изгиб, то необходимо увеличить сечение изделия. Сделать это можно, приварив дополнительные детали к профилю. Однако действовать нужно обдуманно и руководствоваться размерами двутавра, а также направлением сварочных работ. Дело в том, что во время этой операции металл нагревается, и несущая способность элементов может, напротив, снизиться. Для продольных швов максимально возможное понижение этой характеристики не превышает 15%. А вот если речь о поперечном направлении, то несущая способность может снизиться на целых 40%. Так что накладывать швы в поперечном направлении нельзя.

Межэтажные перекрытия по деревянным двутавровым балкам

В ряду экзотических строительных решений проекты с деревянными двутавровыми балками стоят особняком. Мы поможем вам узнать главные особенности работы с таким материалом, коснемся вопросов проектирования и сборки межэтажных перекрытий по деревянным двутавровым балкам.

Что за странный материал

Технология сборки двутавровых балок достаточно проста. Представьте себе доску с условными размерами 25×80, имеющую один или несколько продольных пазов. Две таких доски ориентируются параллельно пазами друг к другу. В пазы вставляются прямоугольные пластины из ОСП, изделие склеивается и, возможно, заполняется полиуретаном. Перед нами пример интересного и смелого технологического решения, направленного, главным образом, на утепление кровли и перекрытий без мостиков холода.

Казалось бы, зачем все усложнять и отказываться от естественной прочности массивных и клееных брусьев? Потому что использование балок имеет ряд преимуществ: ускоренный монтаж, удобство использования, достаточно качественная изоляция структурных и воздушных шумов. При верном применении эти плюсы перекрывают относительно высокую стоимость материала, к тому же за счет ориентации волокон центральной полки деревянная двутавровая балка сопоставима по надежности с цельным деревом.

Практическое применение балок

Обширное применение деревянных двутавров очевидно из разнообразия их видов и типоразмеров. После обработки огнезащитными или гидрофобизирующими составами балки приобретают дополнительные свойства и становятся пригодными для большинства проектов «сухого ремонта». На них, в частности, можно соорудить неплохой и очень теплый пол, стены, перегородки или стропильную систему.

Практически сразу после монтажа конструкция готова к обшивке гипсокартоном. Помимо ГКЛ не возбраняется использовать гипсовую штукатурку, дранку и цементную штукатурку либо любой из видов сайдинга.

Для примера рассмотрим процесс сборки простого межэтажного перекрытия с наполнителем из минеральной ваты высокой плотности (120–140 кг/м3) толщиной 250 мм с допустимой нагрузкой в 400 кг/м2 и длиной пролета 8 метров.

Выбираем балки и правильно их опираем

При использовании деревянных балок на подобных проектах приходится постоянно балансировать между обеспечением требуемой несущей способности и собственным малым весом перекрытия. При работе с сосновым брусом допускается длина пролета до 6 метров, тем не менее, понадобились бы балки 300х1500 мм, при этом максимальный прогиб составил бы более 10 мм.

Используемые двутавровые балки имеют высоту 400 мм при полках 40х90 мм и толщине стойки 10 мм. Свободное пространство между полками составляет почти 320 мм, чего вполне достаточно для укладки 250 мм утеплителя и 15 мм доски для подшивки. Межосевое расстояние балок выбирается под ширину утеплителя, но не меньше рекомендуемого, то есть 40 см.

Читайте также  Опалубка несъемного типа для заливки перекрытий

При установке балок на несущие стены глубина закладки составляет не менее половины высоты балки, в рассматриваемом случае — 200 мм. Хотя производители часто указывают меньшую глубину закладки, лучше такие рекомендации игнорировать и перестраховаться. Переусердствовать также не стоит — при частом шаге балок это негативно сказывается на прочности стен. К тому же лучше для такого перекрытия оставить несущий слой.

Концы балок на глубину закладки обмазываются битумной мастикой, установка производится только после полного высыхания. Балки лучше сразу выровнять идеально, для этого их укладывают на небольшие бугорки схватившегося цементного раствора как на несъемные маяки, а затем регулируют положение каждого двутавра в общей плоскости. После высыхания нужно обложить балки венцовым рядом и забутовать ниши цементным раствором.

Установка балок на каркасные стены или СИП должна сопровождаться механическим креплением. Для этого можно использовать треугольные косынки из 20 мм фанеры или купить металлические кронштейны. Края балок следует утопить от внешней плоскости стен не менее чем на 50 мм и обшить снаружи влагостойкой фанерой.

Соединение и стыкование

Встречаются достаточно сложные конфигурации перекрытий, в которых балки могут стыковаться для увеличения длины или соединяться под прямыми углами с образованием перемычек. Не следует стыковать балки основного пролета вне несущих стен или колонн, но в некоторых случаях это может потребоваться, например, при заходе перекрытия в нишу эркера.

Для соединения балок с одной из них необходимо срезать полки не менее чем на 4 высоты балки. На такое же расстояние вырезается центральная стойка и зачищается паз с другой стороны. Балка сращивается и, по возможности, проклеивается казеиновым клеем с обязательной установкой гнета в 2–2,5 кгс/см2. После высыхания место соединения с обеих сторон укрепляют стыковыми накладками — одной или несколькими досками 25 мм, хорошо подогнанными между полками. Накладки стягивают саморезами между собой и прикручивают к внешним полкам с шагом в 20 см.

Для прямоугольного примыкания следует применять специальные стальные кронштейны. Полки примыкающей балки нужно подрезать на глубину захода, при этом балка, к которой выполняется примыкание, должна оставаться нетронутой. Что касается расходных элементов для скрепления, их вы в обилии найдете у производителей и дистрибьюторов балок, как и методики расчета перекрытий, стропильных систем и стен, а также более специфичные методы соединения.

Подшиваем потолок

Следующий этап предельно прост: на нижние полки деревянного двутавра укладывают подшивочную доску произвольной толщины, которая фиксируется произвольным способом. Доски также допускается укладывать с зазором, используя черновую подшивку как опору для теплоизоляции, особенно когда речь идет о плотных материалах вроде каменной ваты или ППС. Это несколько снизит собственный вес перекрытия.

Доски не следует подгонять слишком плотно, оставляйте по 3–5 мм зазор на деформацию при усушке. Если же вы хотите сразу заложить вагонку под лак, оставляя балки открытыми, потрудитесь изолировать утеплитель от просыпания и выветривания, оставляйте зазор на торцах реек не менее 2–3 мм.

Вы также можете отказаться от подобной закладки досок и подшивать потолок, скажем, ДСП. Однако описанный подход позволяет избежать простоев: все-таки готовый потолок монтируется небыстро, а перекрытие использовать нужно.

Теплоизоляция и настил пола

При укладке утеплителя он должен подвергаться механическому воздействию как можно меньше. Остающиеся зазоры и стыки плит обязательно заполняются монтажной пеной. Если в перекрытии остается свободное пространство, как в нашем случае, это может привести к появлению гулких звуков при ходьбе.

Эффект достаточно характерный для двутавровых деревянных балок: при высокой длине пролета высота превышает толщину слоя утеплителя. Один из способов решить проблему — заполнить пространство менее плотным наполнителем, то есть стекловатой или пенопластовой крошкой.

Более затратный способ — подготовка двух слоев чернового пола. Первый выполняется из обрезной доски, второй — из влагостойкой фанеры 9–13 мм. Между слоями укладывается демпферная подложка, будет достаточно и обычного изолона. При определенных затратах такой пол действительно устойчив и не будет «простукиваться» насквозь.

После укладки теплоизолятора удобно проводить черновой электромонтаж, выполняя внутри перекрытия разводку на оба этажа. Для этого допускается изготавливать в ОСП отверстия около 50 мм с расстоянием между ними не меньше пяти диаметров.

Двутавровая балка.

Двутавровые балки, которые широко используются в строительстве при создании перекрытий, это вид металлопроката, материалом для которого служит простая углеродистая, либо низколегированная, то есть с добавлением легирующих элементов, сталь. По фигуре сечения такая балка напоминает букву "Н", что придает этой форме сортового фасонного проката дополнительную жесткость и устойчивость, а также прочность всей возводимой конструкции (двутавры в разы жестче и прочнее квадратного профиля и уголков). Стандартный двутавровый профиль изготавливается в форме наклонного или горизонтального бруса. Самый распространенный пример металлической двутавровой балки – это железнодорожная рельса.

Двутавровая балка

Применение двутавровых балок.

Область применения двутавровой балки простирается от тяжелого машиностроения и вагоностроения до сооружения мостов, подвесных путей, колонн и строительства промышленных помещений, занимающих большие территории. Масштабы построек подразумевают колоссальные нагрузки на опоры, несущие конструкции и основания. Благодаря особенностям формы, двутавровые балки легко справляются с равномерным распределением вертикальной нагрузки, противостоят «неперпендикулярным» нагрузкам, таким как скручивание. Они способствуют снижению общего веса сооружения. Оптимальное расстояние между балками и верный диапазон в осях опор выдерживает постоянную и переменную нагрузку в составе любого перекрытия. Использование двутавра, ко всему прочему, существенно снижает расходы и период строительства, предотвращает усадку и любую деформацию основания сооружений. Для расчета балки перекрытия, воспользуйтесь онлайн калькулятором расчета балки перекрытия.

При возведении каркасов жилых помещений применяется деревянный двутавр, в том числе при оформлении экстерьера и облицовки здания.

Виды двутавровых балок.

Внутренние грани двутавровых полок могут быть расположены наклонно, либо параллельно. Совокупность профильных балок (сортамент) ориентируется на взаимоположение наклонных (У) и параллельных (П) внешних граней, на расстояние между ними.

Типоразмеры и ГОСТы:

• Балка двутавровая ГОСТ 26020 83 — имеет параллельные грани полок, высота варьируется от 10 до 100 см, а ширина полок – от 5,5 до 40 см. По ширине различают узкополочные (У), нормальные (Б), среднеполочные (Д), широкополочные (Ш) и колонные (К). Высота профиля колонного двутавра практически идентична ширине полки.

• Двутавры с наклонными гранями полок, классифицируются на:

— обычные (ГОСТ 8239 89) – максимальная величина уклона внутренних граней порядка 6–12%;

— специальные (ГОСТ 19425 74) – М (для подвесных путей), с углом наклона не больше 12% и С:

(для армированных шахтных стволов), максимальный угол наклона 16 %.

Габариты любого готового изделия, соответствующего стандартам ГОСТ, совпадают с заявленными в чертеже по высоте, ширине и толщине и поперечному сечению.

Расшифровываем маркировку двутавровых балок.

Возьмем двутавровую балку с параллельными гранями со следующей маркировкой — 24ДБ1. Первые две цифры – это высота группы профилей (в сантиметрах), следующие за ними буквенные индексы обозначают вид профиля согласно ширине полок; далее, в случае, когда параметры полок и стенок отличаются, указывают размер профиля в серии.

Двутавровая балка

Изготовление двутавровых балок.

Изготовление двутавровой балки осуществляется в несколько шагов. Предварительно стальной лист разрезают на полосы необходимой длины и ширины. Далее, на фрезерном станке обрабатывают кромки для лучшей проварки шва. Заготовку зажимают и позиционируют на специальном гидравлическом стане. Следующим этапом двутавр сваривают под флюсом двумя комплектами сварочных головок на сварочном станке. С помощью автоматов привариваются поясные швы, ребра жесткости привариваются вручную, иногда – полуавтоматом. В случае, когда поясные швы сваривают вручную, процесс сборки претерпевает изменения. В пояс нижней части балки устанавливают вертикальную стенку, а уже потом ребра жесткости. Их зажимают и монтируют пояс в верхней части. Вся конструкция фиксируется хомутами и приваривается.

В финале сборка конструкции происходит либо в специально кондукторе, либо с помощью хомутов и прихваток.

Для последующего лучшего нанесения лакокрасочного покрытия, готовое изделие обрабатывается дробеструйной установкой, которая удаляет грязь, ржавчину, масленый налет.

Стыковка двутавровых балок происходит по следующему сценарию: сначала частично заваривают швы поясов в обеих сторонах от стыка, потом свариваются вертикальные стенки, два пояса (сначала заваривают тот, что идет на растяжение, потом тот, который идет на сжатие). Завершая процесс, сваривают те участки, которые были не затронуты вначале работы.

Сварная конструкция, имея относительно малый вес (на треть легче аналогичной ей по размерам прокатной), превосходит ее по прочностным и свойствам и устойчивости к разного вида нагрузкам. Сварная балка отличается сниженной металлоемкостью, а следовательно и сниженной себестоимостью, что является преимуществом перед прокатной конструкцией.

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.

Читайте также  Правила утепления межэтажных перекрытий

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: