Деревянный двутавр — прочная основа конструкции дома

Оптимальных параметров жесткости перекрытий в современном строительстве добиваются за счет монтажа двутавровых балочных конструкций, имеющих поперечное сечение в виде буквы H. Металлический двутавр давно известен отечественным строителям, а вот двутавровая деревянная балка пока еще вызывает определенные опасения. Какие преимущества существуют у применения этого стройматериала, есть ли нюансы по его монтажу и возможно ли изготовить столь ответственный конструктивный элемент своими руками?

Стропильные фермы и балки: что лучше ↑

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования ↑

  • их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
  • использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
  • в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
  • они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Элементы стропильных систем

Балки стропильные и фермы, лежащие в основе всех стропильных систем, по-разному распределяют оказываемые на них внешние и внутренние усилия. Балка является одноэлементной конструкцией, воспринимающей нагрузку по всей своей длине. Изгибающие моменты в ее сечениях вызывают нормальные разнозначные усилия, при этом у крайних волокон они самые большие.

Деревянная стропильная ферма относится к стержневым конструкциям, она испытывает давление только в местах соединения стержней, где действуют вызываемые узловой нагрузкой нормальные однозначные усилия. Так для сборного железобетона признано рациональным использование безраскосных ферм с круговыми очертаниями в месте нахождения верхнего пояса. Балки, у которых очертания верхнего пояса делают в виде ломаной или кривой линии, широкого применения не нашли, поскольку их производство основано на сложной технологии, хотя для них свойственно выгодное распределение материалов по длине пролета.

Соединение деревянных балок

Применяете ли вы деревянные балки в интерьере дома, делаете ли крышу, возможно строите терасу, вам будет необходима информация — как делается соединение деревянных балок.

Если раньше соединения делали с помощью шипов, то этот дедовский метод, постепенно остается в прошлом, возможно им еще пользуются профессионалы, но скорей всего в ближайшее время они стануть использовать более современные подходы.

Ведь в наше время металлические соединители позволяют быстро и надежно соединять деревянные балки. В отличие от завинчивания, которое к тому же подходит только для определенных типов соединений, таких как диагональные распорки. На сегодняшний день, соединители для деревянных балок есть практически для любого варианта соединения.

Соединители изготавливаются из листовой стали и предварительно просверлены. Меньшие отверстия 3,5 или 4,5 мм отлично подходят для оцинкованных V-образных или гребенчатых гвоздей. Некоторые фитинги также имеют более крупные отверстия диаметром 11 или 13,5 мм. Они используются для винтов с шестигранной головкой.

Ниже мы объясним, какой и куда подходит фитинг для соединения деревянных балок.

1. Т-образные соединения для деревянных балок

Если вы хотите, соединить балку с поперек стоячей балкой или, наоборот, чтобы балка вертикально стоячая соединилась с горизонтальной, вы можете сделать такое соединение несколькими способами:

Прямые соединители имеют длину от 96 до 180 мм (на рисунке слева) и крепятся гвоздями или даже большие прямые соединители с длиной до 400 мм или даже до 1250 мм – что позволяет крепить к балке на большом растоянии.

Читайте также:  Инструкция по отделке бетонной лестницы деревом своими руками

Т-образные соединители, также еще называют крестовые соединители, подходят для т-образных соединений из 3-х балок (2 поперечные балки укладываются рядом друг возле друга на одном столбе). Обычно такие типы соединений используются при постройке навесов или террас.

2. Крепления для соединения деревянных балок

Такие крепления применяются, прежде всего, в том случае, если необходимо дополнительно стабилизировать прямоугольные соединения балки. Они устанавливаются под углом 135°, для крепления под другим углом используется соединитель с регулируемым углом.

В качестве альтернативы вы можете использовать универсальные соединители (многофункциональные Соединители) с прорезанными концами Бедер. Эти соединители имеют заданную точку изгиба, так что они могут быть адаптированы к любому требуемому углу. Таким образом, эти соединители для балок можно использовать очень разнообразно.

3. Стропильные соединения для балок

Стропильные соединения применяются, прежде всего, для кровельных конструкций. Здесь необходимы особо прочные балочные соединения, так как они часто подвергаются сильным воздействиям ветров.

Такие прочные соединения достигаются с помощью стропильных соединителей, которые доступны в шести стандартных размерах. Изготавливаются такие изделия двух видов — правые и левые — чтобы можно было закрепить балку с двух сторон.

4. Соединители балок в виде башмака

Балочные башмаки используются при соединении балки с главной балкой. Эти соединения являются, в частности, наиболее распространенными при обустройстве интерьера помещения с помощью балок.

Это особо прочное соединение, которое используется не только чтобы соединить балку с балкой, но и балку с бетонном или кирпичом, металлом.

Такие соединители выпускаются в различных исполнениях: для крепления снаружи — тип А, для крепления внутри — тип B. Второй тип позволяет сделать более незаметное соединение, но имеет меньшую жесткость по отношению кручения, чем первый тип.

Соединение балки с балкой, которая не соответствует стандартным размерам, можно реализовать с помощью двухсекционного соединителя — Vario (тип C).

5. Угловые соединители для деревянных балок

Угловые соединители или угловые листы подходят, прежде всего, для прямоугольных деревянных соединений, на которые не будет действовать большая нагрузка. Поэтому они часто используются при изготовлении мебели и при внутренней отделке помещений.

Угловые соединители предлагаются в различных размерах и исполнениях, например, в качестве угла с перфорированной пластиной или с продольными отверстиями. Таким образом, они могут быть очень универсальными.

Для обеспечения большей устойчивости нужно использовать специальные соединители для тяжелых условий эксплуатации.

6. Перекрестные соединители для балок

Перекрестные соединители используются, например, при строительстве перголы. Для закрепления такого рода соединения балок, соединители доступны в нескольких вариантах.

Для перпендикулярных балочных соединений очень хорошо подходят соединители первого типа (см. рисунок). При наклонных перекрестных соединениях можно использовать вилочные соединители. Несколько более сложный вариант, но также возможный, использование соединителей с двумя углами (пункт 5) для больших нагрузок.

Виды деревянных двутавровых балок

Для начала ознакомимся с разнообразием ассортимента этого стройматериала. Различают следующие серии двутавровых балок:

  1. БДК (балка двутавровая клееная). Используется в строительстве домов с короткими пролетами.
  2. БДКУ, БДКУ-Л. Такие балки имеют широкие ребра жесткости, отличаются высокой прочностью и наличием большой площади для гвоздевых креплений.
  3. СДКУ, СДКУ-Л. Эта двутавровая стойка является основой каркаса стен.
  4. БДКШ, БДКШ-Л. Широкая балка применяется в постройках с очень длинными пролетами. Также ее можно использовать в качестве стропил.
  5. СДКШ, СДКШ-Л. Балка применима для изготовления стеновых панелей.

Достоинства

Преимущества конструкций:

  • универсальность строительного материала заключается в том, что его применяют для формирования опорного каркаса кровли, черновых полов и опалубки перекрытий;
  • вес деревянных двутавров (1 погонный метр колеблется в пределах от 3,2 до 5,8 кг) позволяет монтировать конструкции без привлечения грузоподъемных механизмов;
  • высокая скорость монтажа перекрытий сокращает сроки малоэтажного строительства;
  • прочностные характеристики не уступают показателям аналогичных конструкций из металла и бетона;
  • ДДБ перекрывают пролеты длиной до 15 м;
  • высокая звукоизоляция и низкая теплопроводность обеспечивают комфортные условия пребывания людей в доме;
  • простота изготовления балок позволяет наладить их производство в домашней мастерской;
  • пропитка антисептиками и огнезащитными составами значительно повышают безопасность эксплуатации конструкций;
  • форма поперечного сечения позволяет в продольных проемах балок прокладывать коммуникации различного назначения, что увеличивает объем и полезную площадь помещений;
  • цены на ДДБ существенно ниже стоимости аналогичных изделий из других материалов.

Балки из клееного бруса — за и против

  1. Большая длинна и прочность бруса позволяет выполнить конструкцию с меньшими опорами.
  2. Вес клееного бруса меньше чем у большинства строительных материалов применяемых в стропильной системе.
  3. В большинстве случаев изготовление из другого материала несет больше расходов.
  4. При правленом уходе конструкция прослужит долгое время.
Читайте также:  Индивидуальное изготовление деревянных лестниц

Но судя по отзывам пользователей, которые уже строили перекрытия из клееного бруса, есть ряд своих минусов:

  1. Если плохое качество балок, то ламели могут лопаться и расслаиваться.
  2. Клееные перекрытия все-таки не совсем экологически чистый материал.
  3. Хотя материал достаточно легкий без дополнительной техники смонтировать стропильную систему не так просто.

Мы перечислили основные плюсы и минусы перекрытий выполненных клееным брусом. Видно, что преимуществ у такой системы больше, а недостатки связанны с недобросовестным производителем. А значит если выбрать правильно производителя, то такая стропильная система прослужит не один год и подойдет для конструкции из любого материала.

Расчет деревянного перекрытия

Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:

Во-первых, предполагаемыми нагрузками.

Нагрузка, в свою очередь может быть постоянной – вес перекрытия, вес перегородок между комнатами или вес стропильной системы.

А также переменной – она принимается равной 150 кг/ (Согласно СНиП «Нагрузки и воздействия»). К переменным нагрузкам относят вес мебели, оборудования, находящихся в доме людей.

Совет. Поскольку учесть все возможные нагрузки затруднительно, следует проектировать перекрытие с запасом прочности. Профессионалы рекомендуют добавлять 30-40 %.

Во-вторых, жесткостью или нормативной величиной прогиба.

Для каждого вида материала ГОСТом устанавливаются свои пределы жесткости. Но формула для расчета одинакова – отношение абсолютной величины прогиба к длине балки. Значение жесткости для чердачных перекрытий не должно превышать 1/200, для междуэтажных 1/250.

На величину прогиба оказывает влияние и порода древесины, из которой изготовлена балка.

Расчет перекрытия по деревянным балкам

Предположим, что расстояние между деревянными балками составляет 1 м.п. Общая длина балки 4 м.п. А предполагаемая нагрузка составит 400 кг/

Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при нагрузке

Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 400х4 в кв./8 = 800

Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по формуле:

Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 / 142,71 = 0,56057 куб. м

R — сопротивление древесины, приведенное в СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции» введенные в эксплуатацию в 2011 г.

В таблице приведено сопротивление лиственницы.

Расчет перекрытия по деревянным балкам — таблица сопротивления древесины

Если используется не сосна, тогда значение следует скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП )).

Расчет перекрытия по деревянным балкам — переходящий коэффициент

Если учесть предполагаемый срок службы строения, то полученное значение нужно скорректировать и на него.

Расчет перекрытия по деревянным балкам — срок службы дома

Пример расчета балки показал, что сопротивление балки на прогиб может уменьшиться вдвое. Следовательно, нужно изменить ее сечение.

Расчёт деревянных балок перекрытия можно выполнить с применением выше приведенной формулы. Но можно использовать специально разработанный калькулятор расчета деревянных балок перекрытия. Он позволит учесть все моменты, не утруждая себя поиском данных и расчетом.

В-третьих, параметрами балки.

Длина деревянных балок перекрытия цельных может составлять не более 5 метров для междуэтажных перекрытий. Для чердачных перекрытий длина пролета может составлять 6 м.п.

Таблица деревянных балок перекрытия содержит данные для расчета подходящей высоты балок.

Таблица деревянных балок перекрытия для расчета высоты балок

Толщина деревянных балок перекрытия рассчитывается исходя из предпосылки, что толщина балки должно быть не меньше 1/25 ее длины.

Например, балка длиной 5 м.п. должна иметь ширину 20 см. Если выдержать такой размер сложно, можно достичь нужной ширины путем набора более узких балок.

Следует знать: Если балки сложить рядом они выдержат нагрузку в два раза больше, а если сложить друг на друга — выдержат нагрузку в четыре раза больше.

Используя график, представленный на рисунке можно определить возможные параметры балки и нагрузку, которую она в силах вынести. Учтите, что данные графика пригодны для расчета однопролетной балки. Т.е. для того случая, когда балка лежит на двух опорах. Измеряя один из параметров можно получить желаемый результат. Обычно в качестве изменяемого параметра выступает шаг балок деревянного перекрытия.

Таблица для подбора сечения деревянных балок перекрытия

Итогом наших расчетов станет составление чертежа, который будет служить наглядным пособием при работе.

Чтобы качественно и надежно осуществить своими руками перекрытие по деревянным балкам, чертеж должен содержать все расчетные данные.

Технология монтажа

Рассмотрим общую технологию обустройства деревянного перекрытия, которая состоит из следующих этапов.

Монтаж балок (лаг)

Способ крепления лаг перекрытия к стене зависит от её материала:

  • В кирпичных и блочных домах глубина паза, в который заводят балки, составляет 15 см с каждой стороны. Концы лаг, соприкасающиеся со стеной, обрабатывают жидкой битумной мастикой и оборачивают рулонной гидроизоляцией. Чтобы обеспечить тепловое и влажностное расширение древесины, торец бруса обрезается под углом 60°. Балка должна опираться на обработанную антисептиком и гидроизоляционной мастикой доску толщиной 3–4 см. После заведения бруса в паз, оставшееся пространство заделывается паклей. Каждую 4 или 5 балку к стене дополнительно фиксируют при помощи металлического анкера.
  • В деревянных строениях несущие лаги перекрытия заглубляются в паз не менее чем на 7 см с обеих сторон. Конец балки оборачивается рулонной гидроизоляцией, которая предотвращает скрип. Также практикуется пазовое соединение балки со стеной при помощи «ласточкиного хвоста».
  • Опоры из оцинкованной стали позволяют произвести крепление балок без оборудования посадочных гнёзд, что ускоряет процесс строительства. При помощи пластин различной конфигурации монтаж можно произвести как к деревянным, так и к каменным стенам. Использование такого вида креплений используется на этапе, когда несущие стены уже возведены. Однако такой метод крепления способен выдержать меньшую нагрузку, чем при заведении концов балок в стеновые пазы.

Накат и утепление

Следующий этап – настил наката, утепление и звукоизоляция перекрытия. Работы заключаются в следующем:

  • К нижнему краю балок прибиваются черепные бруски, выполняющие функцию опоры для наката (чернового пола).
  • В качестве материала для чернового пола используют доску, фанеру, или листы влагостойкой OSB.
  • После укладки наката, его накрывают гидроизоляцией в случае обустройства подвального перекрытия или пароизоляцией, если конструкция межэтажная или чердачная.
  • Между брусьями укладывается утеплитель, одновременно выполняющий функцию звукоизоляции. Для этих целей чаще всего используют маты или плиты минеральной ваты.
  • Сверху утеплитель также накрывают гидроизоляцией, после чего набивают шпунтованную доску, выполняющую функцию чистового пола. Также можно использовать листовой материал: фанеру, ОСП, ЦСП и так далее.

Межэтажное и чердачное перекрытие снизу подшивается фанерой, ДВП, гипсокартоном, блок-хаусом, ПВХ вагонкой или другими отделочными материалами.

Утепление и звукоизоляция

Теплоизоляционный слой очень важен в конструкции перекрытия: он выполняет функцию звукоизоляции. Поэтому для его обустройства применяют современные синтетические и минеральные утеплители. Они не подвержены воздействию бактерий и грибков, поэтому имеют больший срок службы.

Большой популярностью пользуется минвата. Однако для бань и саун некоторые рулонные материалы противопоказаны. В таких помещениях не рекомендуется использовать шлаковату, так как она содержит взвеси металлов. Эти частицы от влаги ржавеют, и вата проседает, теряя свои свойства.

Чаще всего в помещениях с нормальной влажностью для гидроизоляции используют рубероид. Битумные материалы имеют низкую стоимость и отличные эксплуатационные характеристики. Поверх рубероида стелют плотный полиэтилен.

Обратите внимание! Рекомендуется укладывать рубероид в два слоя, так, чтобы верхние листы перекрывали места стыков нижних.

Поверх пленки монтируют теплоизоляционный материал. Очень важно, чтобы между пластами ваты или пенопласта не было щелей, иначе в помещении будет низкая тепло- и звукоизоляция. Если используются плитные утеплители на основе пенопласта – щели заделывают монтажной пеной.

Монтируя пол второго и первого этажа по деревянным балкам, вы сможете значительно сэкономить. Подобные конструкции обойдется в разы дешевле бетонной, к тому же вы сможете справиться с монтажом самостоятельно.

Во время работ следует соблюдать определенные правила. К примеру, необходимо использовать балки определенного сечения, а шаг выверять с учетом площади перекрытия.

Интересные статьи:

  1. Балки перекрытия деревянные двутавровые и железобетонные видыТехнические требования к металлическим и бетонным балкам их монтаж
  2. Строительство дома из СИП панелей плюсы и минусы особенности можно ли своими руками
  3. Как сделать монолитное перекрытие своими руками
  4. Балочные перекрытия особенности межэтажных перекрытий по деревянным балкам Характеристики сборных перекрытий между первым и вторым этажами Описание конструкции

Виды балок, преимущества и недостатки каждого вида

Для строительства перекрытий между этажами здания обычно использую всего три вида балок из дерева:

Разберемся, какие из них наиболее подходят конкретно для каждой конструкции, выделим недостатки и преимущества каждого вида.

Из цельного бруса

Балки из цельного бруса отличаются своей прочностью, однако уступают по максимально возможной длине. Для того, чтобы балка не прогнулась со временем, рекомендуется не устанавливать ее длиной более 5 метров. То есть перекрытия из бруса подходят только для небольших домов. Из существенных минусов можно выделить то, что без должной обработки перекрытия со временем могут начать гнить и покрываться плесенью. Не стоит исключать и риск возникновения пожара.

Из клееного бруса

У балок из клееного бруса имеется одно неоспоримое преимущество — их длина без прогиба может достигать 12 метров. У клееных балок выделяют такие преимущества:

  1. Особая прочность.
  2. Способность покрывать пролеты до 12 метров.
  3. Небольшая масса.
  4. Более долгий срок службы.
  5. Не деформируются с течением времени.
  6. Относительно пожаробезопасны по сравнению с обычным брусом.

Однако, стоит такой материал гораздо дороже.

Деревянные двутавровые балки

Двутавровые балки считают одними из самых прочных и надежных благодаря форме профиля, ведь состоят они из нескольких слоев, каждый из которых защищен различными пропитками. К плюсам двутавров можно отнести:

Виды балок, преимущества и недостатки каждого вида
  1. Высокую прочность, жесткость благодаря своей форме.
  2. Отсутствие прогибов.
  3. Бесшумность в эксплуатации — конструкции не скрипят при оказывании на них давления в отличие от остальных видов перекрытий.
  4. Материал не трескается, не рассыхается с течением времени.
  5. Легкость в монтаже.