Деревянные балки на перекрытия для большого пролета

Балки перекрытия – это опорные несущие конструкции в доме, необходимые для распределения различных типов нагрузок от вышележащих элементов и сооружений: предметов интерьера, верхних этажей, крыши. В зависимости от габаритов строения и типа предполагаемой эксплуатации, межэтажные перекрытия возводят либо из металлических двутавров, либо из более дешевых деревянных балок (цельных, клееных).

Подробный обзор

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Особенности двутаврового профиля

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

Особенности двутаврового профиля

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

Особенности двутаврового профиля

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

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

Особенности двутаврового профиля

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

Особенности двутаврового профиля

Производство двутавровых деревянных балок для перекрытий и стропильных систем

Невозможно представить себе дом без перекрытий. Для этого раньше использовался металлический двутавр. Сегодня тяжелый и неудобный в транспортировке и при монтаже материал заменяют деревянные двутавровые балки, которые изготавливаются из ОСБ-плит и строганного бруса.

Производство двутавровых деревянных балок для перекрытий и стропильных систем

Деревянная двутавровая балка заменяет громоздкие, уступающие по характеристикам металлические конструкции. Она используется в строительстве для:

  • монтажа стропильных систем,
  • обустройства каркаса здания,
  • устройства межэтажных перекрытий,
  • реконструкции зданий (балконов, мансард и т.д.).
Производство двутавровых деревянных балок для перекрытий и стропильных систем

Однако не только такая многофункциональность выгодно выделяет деревянный двутавр на фоне привычных материалов.

Преимущества двутавровых балок из дерева

Производство двутавровых деревянных балок для перекрытий и стропильных систем
  • универсальность использования
  • легкость при перевозке и монтаже
  • высокая прочность
  • не подверженность деформации и изменению параметров под воздействием внешних факторов
  • не требуется специальная пропитка и покраска

Двутавровые деревянные балки не деформируются, не рассыхаются, не подвержены коррозии. Их параметры и свойства остаются неизменными при любых воздействиях извне. Несмотря на сверхпрочность, двутавр из дерева можно распилить любой пилой и получить необходимый размер для строительства или реконструкции. Балка легко выдерживает большие нагрузки без вспомогательных усиливающих конструкций. Благодаря этой особенности, полы можно монтировать без стяжки.

Производство двутавровых деревянных балок для перекрытий и стропильных систем

Виды балок перекрытия – преимущества и недостатки

Деревянные балки

Их чаще всего выбирают в качестве перекрытий в домах из дерева, бруса, в кирпичных домах и домах, построенных из газосиликатных блоков для мансардных перекрытий, а также в случаях, если хотят сэкономить на материалах, либо если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия между этажами, а также при нестабильных грунтах на участке.

Читайте также:  Вальмовая крыша: конструкция стропильной системы

Основной материал, используемый для балок подобной вариации – древесина лиственной и хвойной породы, тщательно просушенная и прошедшая специальную обработку, что позволяет улучшить её эксплуатационные и технические параметры. Подобное балочное перекрытие включает в себя непосредственно сами балки, утеплитель, накат и пол.

Преимущества:

  • удобство и простота монтажа;
  • приемлемая стоимость;
  • незначительный вес изделия.

Недостатки:

  • высокий уровень огнеопасности;
  • подверженность поражению жуком-короедом;
  • возможное гниение конструкции с течением времени;
  • конструкция перекрытия по деревянным балкам применяется только до четвертого этажа.

С целью упрощения расчета деревянной балки и выбора для нее сечений и шага мы приводим таблицу, которая поможет определиться с предварительным выбором сечений для однопролетных деревянных балок. Вам остается только собрать нормативные нагрузки:

При монтаже деревянные балки перекрытия укладываются на поперечные опоры, которыми может служить дополнительный брус, либо армопояс, залитый по периметру кладки стены. Поперечные опоры служат для равномерного распределения нагрузки на стены, и далее на фундамент дома. Части балок, укладываемые на стены, оборачиваются гидроизоляционным материалом. Обычно используют рубероид, при этом торцы не изолируют, что позволяет балке «дышать».

Самое главное при выборе материала для перекрытий по деревянным балкам — внимательно подбирать качественную древесину без трещин, повреждений, хорошо высушенную, с пропиткой от возгорания и гнили, а также с подходящим для постройки расчетным сечением балок.

В частном строительстве частая практика — использование монолитных бетонных перекрытий, либо других видов наиболее прочных перекрытий на нижних этажах постройки, и одновременное использование балочных перекрытий на более высоких этажах — например, мансарде. Делается это с целью облегчения общих нагрузок на фундамент.

Стальные балки

Металлические балки перекрытия выполнены из высокопрочного стального сплава по технологии горячего или холодного катания. Конструктивно представлены в виде двутавра, швеллера или уголка, при этом двутавровые балки имеют наибольшую востребованность и популярность. Укладка возможна, как «плашмя», так и на ребро.

Преимущества:

  • допустимы пролеты большей длины, нежели при использовании балок из дерева;
  • стойкость к воздействиям биологического характера и гниению;
  • огнеустойчивость.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • возможно образование коррозии;
  • низкие звуко- и теплоизоляционные параметры;
  • для монтажа требуется специальная техника.

Железобетонные балки

Железобетонные балки перекрытия – оптимальный вариант для крупномасштабного строительства, способный выдержать даже существенные внешние нагрузки при большой длине обустраиваемого пролёта. Нагрузочные параметры представлены на очень высоком уровне.

Преимущества:

  • отсутствие прогибов;
  • повышенная несущая способность;
  • формирование длинных пролётов с различными формами.

Недостатки:

  • сложность монтажа;
  • потребность задействования специализированной техники.

Комбинированные балки

Комбинированная балка выполнена на основе сразу нескольких материалов, например, дерева и ОСП. Их использование распространено в частном строительстве при создании каркасных домов. Изделия могут иметь различную форму, но наибольшую распространённость имеет комбинированная двутавровая балка, способная эффективно сопротивляться разного рода внешним нагрузкам, выдерживая даже значительные напряжения.

Преимущества:

  • отличные прочностные данные;
  • стойкость к деформированию;
  • незначительный вес.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • неудобство утепления плитным материалом.

Применение двутавровых деревянных балок

Свойства, которые имеет балка двутавровая из древесных материалов, предопределили ее применение при обустройстве практически всех перекрытий в малоэтажном и хозяйственном строительстве.

Неполный перечень применимости элементов несущих конструкций из древесных материалов содержит:

Применение двутавровых деревянных балок
  1. Строительство сооружений каркасного типа. Перспективная технология строительства с применением каркасов как никакая другая требует внимательного отношения к несущим элементам. Двутавры из древесных материалов отвечают всем требованиям, которые к таким элементам предъявляются. Они могут выступать в роли формообразующих стоек, элементов перекрытий над оконными и дверными проемами.
  2. Выполнение перекрытий. Под перекрытиями в данном случае следует понимать чердачные, межэтажные и лаговые конструкции, на которые закрепляются черновые настилы. К примеру, потолочные поверхности могут быть выполнены из гипсокартонных листов, ОСП, досок. Поверхности, на которых планируется обустроить чистовой пол, выполняются в большинстве случаев из пиломатериалов хвойных пород. Балки перекрытия и двутавровые лаги должны быть рассчитаны с учетом всех изгибающих нагрузок, включая материалы для тепло- и звукоизоляции, декоративно-отделочные.
  3. Устройство стропильных систем. Жесткость, которую имеет двутавровая деревянная составная конструкция, обеспечивает суммарную прочность крыши, способную противостоять весьма значительным снеговым и ветровым нагрузкам. Монтаж легких элементов не требует применения грузоподъемной техники, а обусловленные конструкцией изделия строгие геометрические параметры обеспечивают беспроблемное обустройство сплошной либо разреженной обрешетки.
  4. Реконструкционные, восстановительные и ремонтные процессы. Двутавры из дерева при проведении такого рода мероприятий находят свое применение при замене лаговых систем, реставрации крышных конструкций. Большие преимущества деревянные двутавры имеют при строительстве мансард и пристроек к существующим сооружениям.
Читайте также:  Как изготовить полы по грунту своими руками?

Нередко умельцы применяют при строительстве двутавры из дерева, сделанные своими руками. Понятно, что такие варианты имеют право на жизнь, но использовать их следует лишь в строениях, которые не имеют жилого либо другого важного назначения.

Деревянные балки

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

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

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

Деревянные балки

Преимущества деревянных двутавровых балок:

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

Недостатки деревянных двутавров:

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

Размеры и вес

Деревянные балки

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

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

Сечение деревянных балок перекрытия

Как показывает практика, сечение балок деревянного перекрытия оказывает существенное влияние на способность балки выдерживать несущую нагрузку. Поэтому, необходимо предварительно выполнить расчет сечения деревянных балок перекрытия.

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения

В деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях может использоваться бревно.

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Как правило используются для устройства чердачных перекрытий. Круглая балка отличаются высокой устойчивостью на изгиб (зависит от диаметра).

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Максимальная длина деревянной балки перекрытия из оцилиндрованного бревна составляет 7, 5 м.п.

Деревянные балки перекрытия — размеры

Деревянные двутавровые балки перекрытия

Могут быть изготовлены из массива дерева, или в сочетании ОСБ и фанеры. Активно используются в каркасном строительстве.

Деревянные двутавровые балки перекрытия

Преимущества деревянных двутавровых балок:

  • точные размеры;
  • возможность использования на длинных пролетах;
  • исключена возможность деформирования;
  • малый вес;
  • уменьшение мостиков холода;
  • возможность закрепить коммуникации;
  • возможность монтажа своими руками без привлечения специальной техники;
  • широкая сфера применения.

Недостатки:

  • высокая стоимость;
  • неудобны для утепления плитами.

Правильный подбор сечения деревянной балки должен быть включен в расчетный план, в противном случае, конструкция перекрытия окажется недостаточно или избыточно жесткой (лишняя статья расходов).

Деревянные двутавровые балки перекрытия — виды и типы, таблица

Материал подготовлен для сайта

Методика выполнения расчета на прогиб

Для подвального и междуэтажного перекрытия максимальный прогиб составляет 1/300 его длины. Для чердачной конструкции данное значение не должно превышать 1/200L.

Методика выполнения расчета на прогиб

Уменьшить прогиб можно путем выгибания балочной конструкции. Данный процесс называют строительным подъемом. Он позволяет устранить излишние деформации, что делает созданное перекрытие более надежным и прочным. Чтобы добиться этого, балка должна быть немного изогнута внутрь. В таком виде она лучше воспримет производимые нагрузки.

Методика выполнения расчета на прогиб

Формулы расчета прогиба балки

Методика выполнения расчета на прогиб

Видео по теме: Деревянное перекрытие — двутавровые балки из дерева

Методика выполнения расчета на прогиб

Публикации по теме Возведение перекрытий в доме из газобетона Кран-балка в 5 тонн подвесного и опорного вида Правила армирования монолитных плит перекрытия

Читайте также:  Как сделать цокольное перекрытие по деревянным балкам?

Особенности стыковки

В процессе монтажных работах нередко возникает необходимость стыковки двутавров. Соединение двутавровых балок может быть выполнено с помощью сварки, болтового соединения или комбинированным методом.

Стыковка с помощью сварки

Этот метод является наиболее распространенным, поскольку обеспечивает сохранение несущей способности конструкции и требует минимальных трудозатрат.

Способ 1

Торцы двутавров свариваются с металлической прокладкой. При таком способе стыковки разделка сварочных швов, как правило, не производится.

Способ 2

Второй способ предусматривает использование четырех накладок, которые привариваются к наружной плоскости полок и с обеих сторон стенки двутавра. Работы производятся в следующей последовательности:

  1. На торцевой кромке обоих профилей снимается фаска, обеспечивающая качественный провар. Балки тщательно позиционируют и сваривают по всему периметру.
  2. Далее следует заготовить усиливающие накладки, материалом для которых служит конструкционная листовая сталь. Ширина накладок привариваемых к полкам балок должна соответствовать ширине полки. Боковые накладки выкраивают таким образом, чтобы их высота не превышала высоту стенки.
  3. Готовые накладки укладываются непосредственно на сварной шов, фиксируются с помощью струбцин и привариваются со всех сторон. Накладки на стенки двутавра часто изготавливаются в форме ромба, это существенно упрощает проведение сварочных работ.

Поскольку сварные швы являются концентраторами напряжений, соединение двутавровых балок с помощью сварки применяется для балок, работающих в режиме умеренных нагрузок. Кроме, того, катет шва быстро стареет, что приводит к преждевременному разрушению конструкции. Чтобы этого избежать, места стыковки двутавров обрабатываются специальным грунтовочным составом.

Стыковка стальных двутавровых балок с помощью болтов

Этот метод стыковки особенно эффективен при монтаже мобильных конструкций, элементы которых приходится демонтировать и собирать вновь. К преимуществам разъемной стыковки можно отнести следующие факторы:

  • сборка разъемных конструкций не требует высокой квалификации обслуживающего персонала;
  • болтовое соединение не вызывает остаточной деформации профиля, нередко возникающей при проведении сварочных работ;
  • контролировать качество стыковки существенно проще, чем проверять качество сварных швов;
  • болтовые соединения удовлетворительно переносят ударные и вибрационные нагрузки.

К недостаткам такого соединения относятся:

  • необходимость использования дополнительных укрепляющих элементов, что значительно увеличивает трудоемкость и металлоемкость работ;
  • для обеспечения безопасности в процессе эксплуатации необходим постоянный контроль затяжки болтов, в противном случае, крепление может ослабнуть;

крепежные изделия, изготовленные из углеродистых сталей, довольно быстро поддаются коррозионному разрушению.

Комбинированный метод стыковки

Для создания длинномерных двутавровых балок практикуется сочетание болтовых и сварочных соединений. Стыковка проводится в следующем порядке:

  1. Стыкуемые двутавры соединяются, через накладки, крепежными изделиями, из высокопрочных и легированных марок стали.
  2. После установки крепежных изделий свариваются пояса.
  3. Технологические окна закрываются накладками и прокладками из листовой стали.

Для соединения деревянных двутавров могут использоваться металлические, деревянные и композитные накладки на стенки, размещаемые с обеих сторон балки. В роли крепежа применяются болты и винты, реже – саморезы или гвозди.

Принимая во внимание изложенные выше факты, можно сказать, что двутавровая балка является одним из самых востребованных профилей при возведении металлоконструкций. Способность выдерживать значительные механические нагрузки и малый удельный вес двутавра позволяют существенно повысить прочность и снизить металлоемкость конструкции.

Сферы применения двутавровой балки

Деревянные двутавровые балки характеристики, которых обладают огромным количеством преимуществ над другими подобными изделиями, имеют расширенную сферу применения. Так, производство направлено на создание балок для проектов зданий каркасного, кирпичного и деревянного типов. Также очень часто оборудование можно встретить в возведении постройки помещений коммерческой и промышленной сферы.

При строительстве объекта с небольшой этажностью балки из дерева очень часто применяют в качестве несущих элементов. В такой конструкции они принимают часть нагрузки на себя. Если использовать их для создания перекрытий и кровли, то по общим характеристикам можно приблизиться к брусовым, металлическим и бетонным плитам.

Сферы применения двутавровой балки

Внимание! При создании из двутавровых балок панелей стен, то повышается жесткость в четыре раза, в сравнение с каркасом из дерева. Таким образом, получается дом с высокой прочностью и особой легкостью.