Деревянные двутавровые балки перекрытия: производство, расчет, как сделать своими руками

Объяснять читателю отдельные аспекты производства балок двутавровых бессмысленно. К примеру, как сделать собственными руками пазы для установки стоек. У любого хозяина собственный инструмент (цепная пила, фрезы либо иное) и методика.

Двутавровые деревянные балки своими руками

В строительстве зачастую требуется не столько создать довольно прочную опору для конструкций, сколько скрепить последнюю и сделать ее более жесткой. Для этого нередко применяют балочную конструкцию с сечением в форме буквы «H». Такие изделия выполняются из металла, дерева и железобетона. Деревянная двутавровая балка для перекрытий применяется при сооружении цокольных межэтажных чердачных перекрытий в деревянных и кирпичных домах. Изготовить ее можно своими руками.

Двутавр – стандартный конструктивный элемент, в сечении напоминающий букву «Н». Столь необычная форма является результатом длительных инженерных экспериментов, направленных на получение опорной балки, способной выдерживать очень высокие нагрузки, но не столь массивной и дорогостоящей, как цельнометаллическое изделие.

Двутавровая балка в 7 раз прочнее и в 30 раз жестче, чем цельный металлический профиль квадратного сечения такого же размера. Но при этом металла для нее требуется намного меньше. То же самое относится и к деревянным конструкциям. На фото представлена двутавровая деревянная балка.

Оптимальной формой для балки является прямоугольное сечение. При укладке длинную сторону размещают вертикально, а короткую горизонтально, так как для увеличения прочности важнее увеличение высоты, а не ширины. На этом наблюдении и основана форма двутавра. Более широкие элементы в нижней и верхней части создают достаточную опору – ширину, а должную высоту обеспечивает средний элемент, который при большой высоте можно сделать максимально тонким.

Производство деревянной двутавровой балки – процесс довольно сложный, поэтому такое изделие на рынке встречается редко. В то же время в частном строительстве деревянный двутавр является прекрасной альтернативой железобетонным конструкциям, так как намного легче и проще в монтаже.

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:

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.

Стойка

Основных вариантов два – из многослойной фанеры или ОСВ. Хотя в продаже встречаются двутавровые балки и других исполнений, для изготовления своими силами лучше ориентироваться на эти материалы. Предпочтительнее ОСВ, так как они обеспечат большую прочность и долговечность конструкции благодаря особому структурному составу и технологии производства.

Как правило, на это мало кто обращает внимание. Хотя все клеи отличаются друг от друга, в том числе, и токсичностью. Вот это и следует учесть. При выборе средства нужно ознакомиться с его составом, особенно если предполагается монтаж перекрытий из двутавровых балок в жилом строении. Рекомендация простая – чем меньше «химии», тем лучше.

Выбор материала

Перед тем, как сделать деревянный двутавр своими руками, необходимо определиться с подходящим материалом для изготовления. Двутавровые балки могут быть выполнены из фанеры и цельного бруса или клееного бруса. В первом случае для изготовления используется древесина хвойных пород. Такой выбор обусловлен устойчивостью этого материала к гниению и негативному воздействию микроорганизмов. Перед применением брус обязательно высушивают. Необходимость в этом объясняется тем, что с течением времени влажная древесина подвержена серьезнейшей деформации.
Двутавровые балки из клееного бруса отличаются полным отсутствием усадки. Для склеивания доски используются фрагменты, уложенные в различном направлении. За счет этого сохраняется форма и точность геометрических размеров. При этом этот вид бруса, в отличие от цельного, не способен качественно отводить влагу.
Прежде чем сделать своими руками двутавровую балку деревянную для перекрытия, также стоит позаботиться о выборе материалов и клея для изготовления стойки. Для производства стойки используется либо многослойная фанера, либо ОСВ. На практике чаще всего встречается второй вариант. Это обусловлено тем, что ОСВ за счет особенного структурного состава обеспечивает высокий уровень надежности конструкции и ее длительный срок службы.
Что касается клея, то желательно выбирать нетоксичные средства. Поэтому при выборе данного средства стоит обязательно ознакомиться с его составом.

Самостоятельное изготовление деревянной клееной балки

Одно из решений для перекрытия пролётов большой длины – это использование в перекрытиях деревянной балки. Рассмотрим пролет 6 метров – какие балки смогут выдержать большую нагрузку.

По виду поперечного сечения длинная балка может быть:

• прямоугольной;
• двутавровой;
• коробчатой.

Среди самостройщиков нет единого мнения, какое сечение лучше. Если не брать в расчёт покупные изделия (двутавры заводского изготовления), то на первое место выходит простота изготовления в «полевых условиях», без использования дорогостоящего оборудования и оснастки.

Если посмотреть на поперечный срез любого металлического двутавра, то видно, что от 85% до 90% массы металла сосредоточено в «полках». На связующую стенку приходится не более 10-15% металла. Это сделано на основе расчёта.

Какую доску использовать для балок

По сопромату: чем больше сечение «полок» и чем дальше они разнесены друг от друга по высоте, тем большие нагрузки выдержит двутавр. Для самостройщика оптимальная технология изготовления двутавра – это простая коробчатая конструкция, где верхняя и нижняя «полки» сделаны из доски, положенной плашмя. (50х150мм, а боковые стенки изготовлены из фанеры толщиной 8-12 мм и высотой от 350 до 400 мм (определяется расчётом) и т.д.).

Фанера к полкам прибивается гвоздями или прикручивается саморезами (только не чёрными, они не работают на срез) и обязательно сажается на клей.

Если установить такой двутавр на шестиметровый пролет с шагом 60 см, то она выдержит большую нагрузку. Дополнительно двутавровая балка для потолка в 6 метров может быть проложена утеплителем.

Также, используя подобный принцип, можно соединить две длинных доски, собрав их в «пакет», и затем поставить их друг на друга на ребро (взять доски в 150х50 или 200х50), в итоге сечение балки составит 300х100 или 400х100 мм. Доски сажаются на клей и стягиваются шпильками или сажаются на глухари/шканты. К боковым поверхностям такой балки также можно прикрутить или прибить фанеру, предварительно смазав её клеем.

Также интересен опыт форумчанина под ником Тарас174, который решил самостоятельно изготовить клееную двутавровую балку, чтобы перекрыть пролёт в 8 метров.

Для этого форумчанин приобрёл листы ОСП толщиной 12 мм, нарезал их по длине на пять равных частей. Затем купил доску 150х50 мм, длиной 8 метров. Фрезой «ласточкин хвост» выбрал посередине доски паз глубиной 12 мм и шириной 14 мм – так, чтобы получилась трапеция с расширением книзу. ОСП в пазы Тарас174 вклеивал при помощи полиэфирной смолы (эпоксидки), предварительно «пристрелив» степлером к торцу плиты полоску стекловолокна шириной 5 мм. Это, по мнению форумчанина, усилило бы конструкцию. Для ускорения просушки склеенный участок прогревали обогревателем.

На первой балке я тренировался «набивал руку». Вторую сделал за 1 рабочий день. По стоимости, с учётом всех материалов, включаю цельную доску в 8 метров, стоимость балки составляет 2000 руб. за 1 шт.

Несмотря на положительный опыт, подобный «самострой» не избежал нескольких критических замечаний, высказанных нашими экспертами. А именно:

1. Недопустимо использовать в клееных конструкциях свежеспиленную и непросушенную доску, т.к. невозможно предугадать, как поведёт себя такая балка в долгосрочной перспективе.
2. Нельзя использовать в качестве клея эпоксидную смолу.

Эпоксидные смолы имеют слабую адгезию к древесине. Также уходит много времени, пока они затвердеют. Несущие конструкции клеятся на меламине, резорцине или полиуретане. Эти клеи не только не горят, но и являются термореактивными. Т.е., чем выше температура, тем крепче становится соединение.

1. Фрезеровка паза под установку ОСП. Балки заводского изготовления фрезеруются так, что паз получается зауженным книзу – т.н. клин. Лист ОСП вклеивается в «полку» в натяг. Это увеличивает плотность прилегания плиты и дерева.
2. Нетехнологичность работ, что приводит как к увеличению времени на изготовление одной балки, так и её конечной себестоимости.

Для изготовления балки не нужно использовать стеклоткань, прогревать клеевой шов. Всё просто: фрезеруем паз, наносим меламиновый клей, вставляем в паз ОСП, зажимаем струбциной и забиваем под 45 градусов гвоздь. Отступаем на 20 см и повторяем операцию. Гвоздь выполняет функцию временного фиксатора. На всё про всё уходит 2 часа. А через шесть часов балку можно уже устанавливать.

Несмотря на отступление от традиционной технологии, двутавровая балка, изготовленная форумчанином, подверглась серьёзному испытанию на прочность клеевого шва и выдержала его.

Вот испытание, которому подверглись деревянные балки перекрытия 7 метров:

Я закрепил концы балки на двух опорах на семи метровом расстоянии и нагрузил её грузом общей массой более полутонны. Было слышно, как сначала потрескивает шов, но потом звук прекратился. Балка (от горизонтали) прогнулась всего на 20-24 мм.

В реальных условиях одна балка не подвергнется такой сосредоточенной в одном месте нагрузке, поэтому самостоятельный опыт изготовления двутавра можно признать удачным. По мнению форумчанина, это оптимальный вариант, чтобы перекрыть расстояние более 6 метров и сделать свободную планировку в доме. Тем более, что, не смотря на «металлическую прочность» такой конструкции, поднять и смонтировать ее можно и одному человеку.

На FORUMHOUSE вы сможете узнать, в каких случаях и как можно сделать металлические балки перекрытия для пролета 4 метра и 6 метров, и в чем особенности стальной конструкции.

Выбор материалов

Деревянные балки – понятие обобщенное. Для изготовления двутавра используется не только цельная древесина, но и изделия на ее основе (плитные, листовые, слоеные, прессованные и так далее).

Опорные части балки

Только брус. Благодаря правильной геометрии такие заготовки – один из лучших выборов для производства балок двутавровых. Другое дело – какой именно брус? Так как для опорного элемента первоочередное значение имеет прочность, то лучше ориентироваться не на профилированные заготовки, а на клееные. Разница между ними хорошо изложена здесь.

Отдельно следует остановиться на породе дерева. На эту тему рассуждать можно много, описывая плюсы и минусы той или иной древесины. Автор рекомендует для сборки двутавровой балки использовать лиственницу или изделия, которые изготовлены на ее основе.

Достаточно вспомнить, что именно это дерево всегда применялось для закладки нижних венцов срубов. Причина в том, что частично вбирая влагу, оно становится еще прочнее. Собственно, что и требуется, если думать о надежности и долговечности опорного элемента.

Стойка балки

Если собирать двутавр своими руками, то лучшее решение (хотя и не единственное) – плиты OSB или листы фанеры (многослойной). Здесь необходимо учитывать, о каком именно перекрытии идет речь. Если нагрузка незначительная, то можно обойтись более дешевыми листами ФК. Для возведения массивных конструкций однозначно – плиты ориентировано-стружечные, так как они намного прочнее.

Рекомендация простая – если речь идет о монтаже перекрытий или иных конструктивных элементов в жилом строении, то при выборе клея для древесины следует обратить пристальное внимание на его компонентный состав. Чем меньше токсичных веществ, тем лучше. Такие клеи имеют в маркировке обозначение ECO.

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.

Деревянная двутавровая балка технические характеристики нагрузки

Какую нагрузку может выдержать двутавровая балка? По своим техническим характеристикам, деревянная двутавровая балка ничем не уступает металлическим и бетонным конструкциям, но при этом стоит в разы меньше. При этом получить такое качество вполне реально даже при производстве в домашних условиях.

Стоит так же отметить о том, как с помощью размещения двутавров можно увеличивать прочность перекрытий. Например:

1. Расположенные рядом (по горизонтали) 2 двутавровые балки суммируют свою прочность к нагрузкам. То есть если одна балка выдерживает 300 кг, то в паре с такой же балкой перекрытие будет выдерживать 600кг.
2. Расположенные балки одна на другую (по вертикали) способны выдерживать в 4 раза большую нагрузку. То есть если положить одну балку с прочностью в 300 кг, а сверху такую же и закрепить их между собой, то в паре они уже выдерживают вес в 1200кг.

Нагрузка на двутавровую балку таблица:

Примечание. Все данные приведены из расчета нагрузки на перекрытие около 400 кг/м 2 .

Конечно, при расчетах нужно еще учитывать:

• качество материалов;
• частота укладки балок;
• отклонения размеров.

Если вы хотите несколько сэкономить на строительстве собственного дома или же заняться бизнесом по продаже двутавровых балок, тогда следует помнить, что ничего особо сложного в изготовлении этого вида перекрытий в домашних условиях нет. Деревянные двутавровые балки для междуэтажного и чердачного перекрытия позволяют выполнить весь процесс своими руками. Ведь перекрытия по деревянным балкам выполняется без использования подъемных кранов и другого вспомогательного оборудования. Весь процесс может выполнить один мастер самостоятельно. Такое перекроите – не скрепит и имеет массу других преимуществ.

Особенности производства двутавровой деревянной балки

1. После подготовки брусьев в них делаются выпилы с целью последующей установки стойки. Она должна располагаться строго в вертикальном положении, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).
2. Каждая плита перед применением основательно осматривается. Незначительный недостаток (а он отразится на несущей способности двутавровой балки) – причина для отбраковки. Кромки отобранных плит немного скашиваются, чтобы образцы лучше входили в пазы.
3. Выпилы в брусьях промазываются клеящим составом; в нижний вставляется стойка, после чего накладывается верхний и прижимается.
4. Сборка оставляется в таком состоянии до абсолютного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по использованию состава.

Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно гарантировать отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), вплоть до абсолютного отвердевания клея.

И только лишь после этого древесную балку-двутавр можно применять для обустройства перекрытия.

Процесс производства опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не предполагает. Работа, сделанная собственными руками, экономит и время, и средства. Однако это целесообразно только в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. В случае если нет полной уверенности, что это удастся совершить самостоятельно, подвергать себя риску не нужно. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может быть оправданием нарушению проектных характеристик.

Назначение

Двутавровая балка получила свое название за счет уникальной конструкции. Вид, имеющий Т-образную конфигурацию, называется тавром. Поскольку сечение рассматриваемой конструкции похоже на 2 буквы Т, она приобрела название двутавровой. Её сечение можно сравнить и с буквой Н. Подобные двутавры обладают увеличенной прочностью. При сравнении с обычным профилем можно понять, насколько двутавровые балки оказываются более надежными. Они обладают прочностью, в 7 раз большей обычного профиля. При этом их прочность выше в 30 раз.

Благодаря большому количеству положительных характеристик материал достаточно широко используется в области строительства. Он особенно популярен при создании конструкций каркасного типа. Помимо изделий из металла, при создании различных конструкций могут использоваться и двутавры из бревна.

Даже под большой нагрузкой эти пиломатериалы не будут прогибаться. Они не станут изменять форму, что считается значимым превосходством при возведении разных систем. В ходе постройки частного здания древесные двутавры укладывают для монтажа перекрытий. Их стоимость не очень высокая, по этой причине такие элементы пользуются популярностью среди частных застройщиков. Главное – грамотно подготовить элементы конструкции. Это даст возможность сделать ее долговечной и надежной.

Двутавры отличаются по конструкции. Они могут быть стандартными и с широкой полкой. Первые имеют полку 64х39 мм. Вторые — 89х39 мм.

Самыми прочными из представленных считаются двутавры, серии L (клееный шпон). В их изготовлении используется LVL-брус. Благодаря LVL-брусу можно выполнить элементы до 12 метров в длину. При этом это не отражается на стоимость.

В независимости от того, какой материал применялся для изготовления балок, они характеризуются достаточно высоким уровнем жесткости и прочности. По этой причине конкурентов у подобных изделий достаточно мало. Помимо этого, такие элементы отличаются легкостью. Его транспортировка не составляет сложностей. Балки стоят относительно недорого, что привлекает большинство потребителей. Работы с материалом проводятся весьма просто.

Балки металлические: традиционная надёжность

Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:

• с металлом тяжело работать на высоте;
• необходимы специальные механизмы для монтажа;
• сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;
• высокая стоимость материала;
• балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.

Есть у металлических балок и положительные моменты:

• они не горят;
• долговечнее;
• металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;
• виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.

Расчет металлической балки в любом случае лучше доверить профессионалам.

Необходимо не только добиться плотного прилегания всех частей двутавровой балки, но и избежать их перекоса в процессе высыхания клея. Для этого следует использовать любое «железо» с соответствующим профилем. Можно взять готовый швеллер по размерам планок, согнуть листовой металл, придав ему нужную форму. Останется лишь эти детали наложить на собранную двутавровую балку снизу и сверху и зафиксировать хомутами или обмотать веревкой, как кокон.

Видео описание

Почему лопнула балка перекрытия, смотрите на видео:

Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.

Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.

Расчет деревянной балки производят по таким формулам:

• Mmax = (q*l2)/8;
• Wтреб = Мmax/130.

q — это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.

l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h2/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Это важно! Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.