Деревянная двутавровая балка перекрытия своими руками

В случае неправильного подбора строительных материалов или ошибок в конструкции может возникнуть необходимость в усилении потолочных балок и защите их от провисания и прогибов. Я хотел бы поделиться опытом того, как подобная проблема возникла у меня, а главное, каким способом удалось ее ликвидировать.

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.

Что за странный материал

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.

Технические характеристики – как не ошибиться при выборе

Деревянные балки эффективны при закрытии пролёта в 2,5-4 м. Максимальная длина – 6 м, при большей протяжённости не обойтись без монтажа опорных колонн или иных конструкций.

Крепление стропил к балкам перекрытия из дерева осуществляется посредством стальных пластин, уголков и скользящих опор. При определении сечения за стандарт принимают общую нагрузку в 350-400 кг/м2 для перестраховки. Оптимальное соотношение высоты и ширины изделия 1,4:1. Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать, дополнительно нужно учесть размеры заступов на стену — не менее 12 см, для бруса — не менее 15 см.

Ширина доски для балки варьируется в пределах 4-20 см, высота 10-30 см, диаметр брёвен может достигать 11-30 см. В зависимости от габаритов балки, шаг укладки составляет 0,3-1,2 м (как правило, 0,6-1 м).

Расстояние между балками перекрытия из металла колеблется в пределах 1-1,2 м. Номер (размер) балки при нагрузке в 400 кг/м2 выбирается исходя из длины обустраиваемого пролёта и шага укладки. Так, при пролёте в 6 м и шаге 1-1,2 м оптимален 20 двутавр (высота 20, ширина 10 см); пролёт 4 м, шаг 1-1,2 м — №12 (высота 12, ширина 6,4 см); пролёт 3 м, шаг 1-1,2 м — №10 (высота 10, ширина 5,5 см).

Современная бетонная балка перекрытия способна закрыть проём длиной в 3-7,5 м, а укладка проводится с шагом в 1-1,5 м. Минимальная высота элемента составляет 1/20 часть длины пролёта, ширина рассчитывается исходя из пропорции 5:7 (5 — ширина, 7 — высота).

Размеры балок перекрытия комбинированного типа могут быть самыми разными. Для серии W наибольшая длина составляет 6 м, категория L предусматривает длину до 13,5 м. Основное отличие между группами заключается в типе бруса. В первом случае это струганое изделие, прошедшее камерную сушку, во втором — клееные балки перекрытия, соединённые из отдельных элементов посредством особой технологии, что придаёт итоговому продукту повышенную жёсткость, прочность и надёжность.

Усиление деревянных балок перекрытия металлическим уголком. Процесс работы

В центре комнаты установил два швеллера высотой в 14 см, прикреплённых друг к другу плоской частью в виде двутавра. Далее купил 4 м балки сечением 70×100 мм (в чём и была моя ошибка, так как удобней было бы использовать балки с сечением 100×150 мм) и закрепил их в швеллере и на несущей стене.

После монтажа крыши (использовал подпорки для стропил, которые опирались на эти балки), появился небольшой прогиб балок. Чтобы избежать дельнейшей деформации, решил усилить их уголком размерами 75×75 мм с одной стороны балки, а с другой, закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75 мм.

Для стягивания уголка и полосы к балке использовал болты Ф12 длиной 100 мм, которые крепил на расстоянии 400 мм друг от друга

Вот таким образом усилил балки.

Если есть необходимость дополнительно укрепить балки с сечением 50×200 мм при ширине пролета 5 м, могу порекомендовать для усиления конструкции закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75-80 мм по диагонали к центру с обеих сторон балки.

При этом сначала вдоль всей длины балки надо закрепить шнурок, и при помощи домкрата, посередине приподнять балку выше уровня шнурка и после крепить металлическую полосу.

Если в продаже не оказалось металлической полосы с нужными размерами, можно нарезать на гильотине полосы длиной 1,5 м, и сварить их между собой, получив необходимую длину.

Читайте также:  Металлоформы Пустотных плит ПК. Формы для плит перекрытия

В случае, если необходимо добавить дополнительные балки для усиления потолка в случаях его провисания и прогиба. Для этого необходимо подобрать балку соответствующего сечения, стянуть её уголком и прикрепим торцевой частью к стене.

Также возможно при помощи тарлена устранить провисание и прогиб балок, закрепив его на коньковой части крыши и самой балке. При таком креплении тарлена нагрузка будет перераспределяться на стропильную часть крыши. Однако этот метод применяется только в крайних случаях, если нет возможности добавить дополнительные балки.

Расчет прочности балок

Чтобы перекрытие второго этажа по деревянным балкам получилось надежным, его опорные элементы должны иметь достаточно большое сечение. Рассчитать необходимые длину и ширину бруса в наше время очень просто. Для этого следует воспользоваться онлайн-калькулятором.

Чтобы расчет балок перекрытия получился точным, нужно знать следующие параметры:

  • ширину пролета;
  • шаг установки бруса;
  • породу древесины, использованную для изготовления бруса.

Шаг между стропилами кровли частных домов, возведенных в средней полосе России, обычно составляет 80 см. Соответственно на таком же расстоянии друг от друга устанавливаются и балки. Для пролетов стандартных не слишком больших частных домов в 6-9 м под них обычно берется материал сечением 150х150 мм.

Крепежные детали для стропил

Для сборки стропильной конструкции используют деревянные элементы и металлические изделия. К деревянным крепежам относятся: бруски; треугольники; нагели и т.д. Металлические крепежные детали – это гвозди, болты, стальные уголки, шурупы, шпильки, хомуты, скобы, специальные устройства для стропил, называемые салазками или ползунками и многое другое. Крепления для балок WB используют при монтаже несущих балок для деревянных конструкций при постройке домов из дерева. Его преимущество заключается в том, что не требуется врезка в балку, а крепление выполняется при помощи гвоздей, шурупов или анкерных болтов. Способы крепления стропил к мауэрлату Наиболее распространенным способом крепления стропил в нижней части считается их соединение с мауэрлатом (читайте: «Крепление мауэрлата — способы»). Несмотря на его популярность, выполнить качественно такую работу получится не у каждого строителя, а это не может не отразиться на прочности и надежности крыши. До того, как крепить стропила к балкам мауэрлата внизу стропильной ноги делается специальный вырез. Устанавливать без этого стропила нельзя, поскольку при малейшей нагрузке плоская грань бруса соскользнет с поверхности балки. Что касается выемки в мауэрлате, то делать ее или нет, зависит от материала его изготовления.

Крепление к стене из газобетона и гипсокартону

Газоблоки материал мягкий, для них подходят шурупы с резьбой на всю длину, но лучше пользоваться анкерами, механическими или химическими. Чтобы качественно установить анкер с гнущимися ребрами или клиновидный, предварительно засверливают отверстие диаметром чуть больше анкера. Один из видов анкеров отлично подходит для пустотелых блоков и блоков из ячеистых бетонов — пеноблоков, газоблоков и др. Основные «детали» анкера — стальная гильза, имеющая ребра и гайка на конце. Когда винт вкручивают в гильзу, ребра гнутся и раздвигаются, образуя «бабочку», которая надежно удерживает анкер внутри материала.

Крепление к стене из газобетона и гипсокартону

Еще прочнее держат химические анкера, они подходят для всех стеновых материалов из легких бетонов и для гипсокартона, да и для любых стеновых материалов. Принцип работы — способность синтетических смол глубоко проникать в поры и сцепляться с основанием. Слабым звеном крепления к пористым блокам и гипсокартону является не крепеж, а материал основы, особенно при действии вертикальной нагрузки, и как раз эти проблемы помогают решить химические анкеры. Вставляют химический анкер, применяя специальный пистолет. В засверленное отверстие выдавливают под давлением клеящую массу, и сразу вставляют крепежный элемент — шпильку с резьбой или шток. Клеевой состав заполняет поры газобетона или др. пористого блока, и после застывания образует прочное и надежное крепление. Усилие вырыва химического анкера из кирпича более 500 кг. Время службы химических анкеров — десятки лет, от температурных перепадов они не деформируются, к агрессивным средам инертны. Последнее очень важно при работе с газобетоном, который агрессивен к металлам. Весь крепеж для газобетона должен иметь антикоррозионное покрытие.

Крепление к стене из газобетона и гипсокартону

Для крепления бруска к газобетону или гипсокартону анкерный способ крепления самый прочный, хотя и затратный. Все зависит от плотности (марки) газобетона и от требуемой нагрузки. Для крепления обрешетки может быть достаточно применить механические анкеры — клиновидные или типа «спиральные гвозди». Последние удобны тем, что их монтируют в стену из газобетона, забивая обычным молотком. При забивании спиральный гвоздь вворачивается в блок, не нарушая его пористую структуру.

Крепление к стене из газобетона и гипсокартону

Дюбель, похожий в рабочем положении на спицы полураскрытого зонтика, носит ласковое имя Молли и отлично подходит для крепления деревянных брусков к перегородкам из гипсокартона, с целью закрепить на них картины, нетяжелые полки или светильники. Молли — вид распорного анкерного болта, имеющего втулку с продольными прорезями, которая при затягивании резьбы вставляемого винта до упора складывается и превращается в зонтик. Несущая способность отличная, но это крепление имеет недостатки — удалить его можно, только выломав часть перегородки. Кроме того, с «Молли» невозможно работать в тесном пространстве.

Крепление к стене из газобетона и гипсокартону

Чем обработать стропила и обрешетку крыши?

Стропильная система кровли – это древесный материал, который легко разрушается при контакте с влагой и быстро воспламеняется в случае пожара. Чем обработать стропила, чтобы продлить срок их службы и исключить образование плесневой микрофлоры. Какой из имеющихся на рынке составов наиболее эффективен? Это зависит от породы древесины и преобладающих климатических условий. Влажно – нужна защита от воды, жарко – необходимо уберечь древо от огня.

Читайте также:  Как сделать ремонт пола в деревянном доме своими руками

Каким должен быть состав

Любое средство, которое вы решили использовать для покрытия стропильной системы, должно отвечать следующим требованиям:

  • глубоко проникать в структуру древесных волокон;
  • не содержать медный купорос, бихромат калия, мышьяк, хром;
  • хорошо растворяться в воде, но не смываться с дерева;
  • эффективно защищать балки перекрытия и обрешетку от плесени, образования гнили, грибка, предотвращать воспламенение.

После этого стоит определиться, что больше угрожает стропильной системе – гниль или возгорание. Для влажных климатических условий выбирают антисептик, который глубоко проникнет в дерево, а после этого дополнительно покрывают антипиреном. Дело в том, что пропитать древесину можно только один раз. От того, какой состав нанесен первым, зависит усиление свойств древесины сопротивляться образованию гнили или возгоранию.

Какие бывают антисептические средства

Антисептики для балок перекрытия и обрешетки могут обладать дополнительным декоративным эффектом. В состав средств входит алкидная смола, которая придает дереву определенный цвет. Для стропильной системы чаще всего используют водорастворимые антисептики. Они обладают рядом преимуществ:

  • проникают глубоко в древесную структуру;
  • их легко наносить на элементы стропильной системы;
  • быстро высыхают и позволяют дереву дышать;
  • образуют влагозащитную пленку на поверхности дерева.

Качественные антисептики должны обладать противомикробными (биоцидными) и противогрибковыми (фунгицидными) свойствами, а также обеспечивать надежную защиту от насекомых – инсектицидные свойства.

Водорастворимые вещества преимущественно содержат фторид и кремнефторид натрия, смесь буры и борной кислоты, пентахлорфенол, смесь хлористого цинка с натриевым (калиевым) хромпиком. Составы токсичны только для микроорганизмов и совершенно безвредны для человека. Существуют также средства, растворимые в масле, нефтепродуктах и легких растворителях.

Чем обработать стропила и обрешетку крыши?

Методы нанесения антисептических средств

Импрегнация (поверхностная пропитка антисептиком) выполняется путем полного погружения деревянных элементов в состав или методом нанесения вещества пульверизатором / обычной кисточкой. Для погружения используют специальную ванну, корыто или даже канаву, предварительно выстилая емкость полиэтиленовой пленкой.

Время погружения материала зависит от конкретного антисептика. Обычно производитель указывает на упаковке 30-60 минут для древесины малого и среднего сечения. При погружении больших ферм, например, для кровли из натуральной черепицы, время пропитки увеличивают до четырех часов. После просушки в течение суток обрабатывают все торцы деревянных конструкций.

При обработке антисептиком вручную распылением, обрызгиванием или окрашиванием эффективность проникновения состава глубоко в древесину заметно снижается. Хотя такой способ требует небольшого количества антисептического состава.

Покрытие выполняется в несколько слоев с интервалом нанесения около получаса.

Самые популярные антисептические средства

Хорошо зарекомендовало себя на практике современное средство Сенеж. Таким антисептиком можно обрабатывать кровлю, деревянную обрешетку, балки перекрытия. Состав представлен в виде готового к использованию раствора на водной основе. Его преимущества:

  • биозащита сроком на 30-35 лет;
  • тип состава – трудновымываемый;
  • химическая связка с древесиной;
  • глубоко проникает в структуру волокон, не увеличивая гигроскопичность;
  • позволяет дереву дышать;
  • обладает декоративным эффектом.

Рекомендуемый расход составляет 250-300 г/м. куб. при нанесении без погружения, 60-80 кг/м. куб при вымачивании. Сенеж глубоко проникает в балки перекрытия и другие элементы, образуя двухуровневый защитный барьер. Препятствует развитию грибков и плесневых микроорганизмов, насекомых. Производитель выпускает различные серии антисептиков – Ультра, Био, Тор, Сауна для конкретных деревянных конструкций.

Высокой эффективностью отличается средство Пинотекс Импра эстонского производства. Подходит для биозащиты балок перекрытия, обрешетки, мауэрлатов, стропил. Представляет собой антисептик на водной основе с алкидным связующим веществом. Глубоко впитывается в поверхность древесины, обеспечивает хорошую защиту от гнили, синевы, плесени.

Расход вещества составляет от 85 до 200 г на квадратный метр в зависимости от обработки древесины – пиленая или струганная. Пинотекс Импра нельзя использовать для уже пораженных микроорганизмами элементов стропильной системы, в отличие от состава Сенеж.

Преимущества использования деревянных двутавровых балок

Перед традиционно используемыми элементами из пиломатериалов такая балка имеет массу преимуществ. Во-первых, она не подвержена растрескиванию и усыханию под действием времени. Поэтому пол со временем не пойдет волной и не начнет скрипеть. При этом площадь поверхности пола практически не имеет значения.

Все преимущества можно собрать в достаточно внушительный список:

  • не прогибается со временем;
  • не деформируется под действием времени;
  • имеет фиксированные размеры;
  • характеризуется повышенной прочностью;
  • может быть использована не только для пола, но и для стен и потолка;
  • доступные цены на готовые балки и на ресурсы для их самостоятельного изготовления;
  • при изготовлении не требует использования дорогостоящих материалов и инструментов.

Видео:

Варианты установки балок чердака в зависимости от его типа

Многие задаются вопросом: а куда правильно устанавливать деревянные балки перекрытия? В стены, на стены или даже немного вывести их наружу? Это зависит от того, какого рода у вас будет чердак и будете ли вы в будущем его использовать как жилое помещение. Мансарда сегодня очень популярна!

Итак, вот эконом-вариант, который позволяет в будущем без особых проблем переделать чердак в мансарду. Правда, совсем тесную:

А поэтому, если планы такие у вас есть и вы даже сейчас не уверены, найдется ли в проекте другое место под личный кабинет или бильярдную, сделайте тогда стены повыше, чтобы установить балки перекрытия пониже.

Что это даст? В такой мансарде будет куда больше полезного пространства, меньше острых углов и она окажется намного теплее:

А вот если в вашем проекте мансарда изначально была запланирована как отдельное и просторное помещение, как бы надстроенное над домом, тогда чердачные балки нужно устанавливать настолько крепкие, как в межэтажном перекрытии, еще и крепить их на анкеры в армопоясе:

Вот отличный пошаговый пример, как строят такие мансарды и насколько прочным должно быть такое перекрытие:

Процесс установки

Сразу стоит уточнить, что использование лаг под полы целесообразно только в квартирах с высокими потолками. Эта технология установки пола довольно сильно «крадёт» высоту помещений. Итак, монтаж лаг происходит по следующей схеме:

Процесс установки
  • или бетонное основание рекомендуется выровнять. В противном случае элементы не будут находиться в одной горизонтальной плоскости. Соответственно потребуется их выравнивать путём подкладывания пластин. Это может привести к тому, что полы в квартире будут скрипеть.
  • На основание нужно уложить слой , или обработать бетон специальной мастикой. В первом случае, следует избегать использования мягких материалов. Со временем они просядут, и пол перестанет быть надёжным и монолитным. Для гидроизоляционного слоя отлично подойдёт рубероид или полиэтиленовая плёнка.
  • Лаги обрабатываются антисептическим составом и нарезаются в соответствии с размерами помещения.
  • Процесс монтажа начинается с установки лаг у двух противоположных стен. Эти элементы выравниваются при помощи строительного уровня и сразу фиксируются к бетонному полу. Затем между установленными лагами натягивается бечёвка. Она будет служить ориентиром для монтажа остальных элементов.
Процесс установки
  • Укладываются оставшиеся лаги. Расстояние между элементами напрямую зависит от толщины будущего .
  • Между лагами засыпается утеплитель. Для этого может быть использована эковата или рулонные материалы. Во втором случае нужно монтировать материал как можно плотнее не оставляя зазоров между слоями.
  • Стелется слой пароизоляции. Это необходимое условие для защиты утеплителя от внешних воздействий. Пароизоляцию можно прикрепить при помощи степлера, стыки нужно проклеить скотчем.
  • Можно уложить слой фанеры. Это послужит основанием для монтажа напольного покрытия.
Процесс установки

Чтобы полы прослужили долго, нужно строго соблюдать шаг между уложенными деталями. Для этого можно воспользоваться таблицей.

Процесс установки

Анкеры

Процесс установки

Этот способ используют не только для крепления элементов, но и для придания конструкции дополнительной прочности. Вырвать анкер из бетонного основания довольно проблематично, поэтому при демонтаже такой конструкции могут возникнуть сложности. Анкеры устанавливаются, как и саморезы, путём сверления сквозных отверстий. В бетон вставляется запорный элемент, в который через лагу закручивается сам болт. Чтобы головка болта «утонула» в древесине, отверстия нужно предварительно прозенковать.

Процесс установки

Металлический уголок

Процесс установки

Ещё один способ монтажа деревянных элементов на бетонную основу. Для этого вам понадобится уголок из оцинкованного металла. Процесс установки выглядит так: уголок крепится к лаге при помощи самореза (крепёж должен заходить в дерево не менее чем на 3 см). Затем саморезом через дюбель уголок крепится к бетонному покрытию.

Процесс установки

Для устройства полов можно использовать разнообразные методы и материалы. Популярными считаются полы на лагах, которые можно устроить на любом основании, в том числе и для полов по грунту. Основным элементом конструкции являются деревянные лаги, они укладываются в определенном порядке.

Процесс установки

Между лагами монтируется теплоизолятор, могут прокладываться коммуникации. Затем сверху зашивается черновая обшивка. Обычно используются фанера, ДСП, ОСП, обычные деревянные доски, которые часто выступают в роли напольного покрытия.

Процесс установки

Пол на лагах является одним из наиболее популярных. В основе такого пола лежат деревянные бруски определенного размера.

Установка лаг для пола может выполняться различными методами, все зависит от необходимости выравнивания поверхности, от прочих условий монтажа. При укладке необходимо соблюдать в точности все этапы, древесину предварительно придется обрабатывать антисептиком и антипиреном, чтобы обеспечить защиту от насекомых и возгорания.