Деревянные двутавровые балки перекрытия и стропильной системы

Обустройство балочного типа перекрытия очень важно осуществлять, ориентируясь на несущую часть изделия. Перекрытие по металлическим балкам, производится во время осуществления ремонта и возведении частных малоэтажных домов, производственных зданий и промышленных комплексов.

Когда нельзя использовать металлические балки?

Для каждых типов домов, перекрытия можно обустраивать практически из любого материала. Ограничения есть только по сложности конструкции. Не стоит укладывать металлические балки, на небольшие кирпичные строения. Это нецелесообразно с финансовой стороны, да и стены могут треснуть под их весом.

При любом раскладе, если выбор пал металлическую конструкцию, а не на деревянные перекрытия, окончательное решение принимается после рассмотрения всех фактов за и против.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

  1. После подготовки брусьев в них делаются выпилы для последующей установки стойки. Она должна располагаться строго вертикально, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).
  2. Каждая плита перед использованием тщательно осматривается. Малейший дефект (а он скажется 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 положении до полного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по применению состава.
Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно обеспечить отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), до полного отвердевания клея. И только после этого деревянную балку-двутавр  можно использовать для обустройства перекрытия.

Процесс изготовления опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не представляет. Работа, выполненная своими руками, экономит и время, и деньги. Но это оправдано лишь в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. Если нет полной уверенности, что это получится сделать самостоятельно, рисковать не стоит. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может служить оправданием нарушению проектных параметров.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

Технология производства и сферы применения

Для изготовления двутавровых балок, в соответствии со СНиП, используются хорошо просушенные брусья и ориентированно-стружечные плиты, называемые ОСБ или в латинской транскрипции OSB. Размеры сечения конструкции варьируются от 140 до 450 мм, выпускаются двутавры разной длины. Для изготовления применяется хвойное дерево, тщательно высушенное и отбракованное. Перекрытия по деревянным балкам получаются высокопрочные, сравнимые с железобетонными, и имеют длительный срок службы. Используются двутавры из дерева при проведении следующих работ:

  • cооружение перекрытия по деревянным балкам цоколей и между этажами дома;
  • строительство крыш – в стропильных системах;
  • строительство мансард;
  • сборка каркасного дома;
  • настил пола.

Двутавровые деревянные балки имеют особое специальное сечение в виде буквы «Н», положенной на бок. Как правило, они производятся на современном импортном оборудовании с использованием высокотехнологичных процессов и материалов. Сухой и проклеенный брус используется для изготовления поясов – верхней и нижней плоскости балки. Для перемычки, называемой стойкой, используется, как было упомянуто выше, прессованная плита ОСБ. Пропитанная специальным клеем ОСБ основа придает балкам огнеупорность и водооталкиваемость, в соответствии со СНиП. Настил пола отлично проводится с использованием двутавровых балок, а изделия для сборки домовых каркасов имеют высокое качество и не деформируются за весь срок службы. Деревянные конструкции не подвержены коррозии, в отличие от металлических аналогов. Подбор изделий необходимой конфигурации и длины, как правило, происходит во время заказа двутавровых балок у производителя. Завод-изготовитель проверяет соответствие изделий сертификации, СНиП и заявленным размерам.

Читайте также:  Нужна ли пароизоляция между первым и вторым этажом

Устройство и расчет перекрытий по металлическим балкам

До проведения монтажных работ, необходимо тщательно выбрать металлопрокат. Металлические заготовки должны иметь хорошую несущую способность. Рассчитать возможности перекрытия по металлическим балкам можно, ориентируясь на массу перекрытия, площадь укладываемых балочных компонентов, пролетное расстояние и положительную нагрузку. Положительная нагружаемость, фиксированная величина, и равняется 75 килограммам, на один квадрат площади для оснащения чердачного помещения, 150 килограмм – для обустройства цоколя и междуэтажных пространств.

Технология укладки швеллеров достаточно проста: первоначально по самому малому сечению пролетной величины выкладывают замыкающие, после этого промежуточные, сохраняя параллельность между изделиями и аналогичный охват пустой площади. Это гарантирует прочность и четкую горизонтальную линию уложенных изделий. Между замыкающими компонентами и несущей основой здания, требуется оставить зазор, порядка пяти сантиметров.

В межбалочной зоне располагают вставные элементы из малогабаритных жби материалов или древесных скатов, редко используют легкий бетон. Рабочий шаг или расстояние для расположения металлических балок перекрытия определяют самостоятельно, но, как правило, ориентируются на длину не более 1 метр.

Перекрытие по металлическим балкам, часто выполняют с использованием профнастила. Данный метод предусматривает образование дополнительных ребер жесткости, необходимой высоты профиля, малого веса конструкции.

Перекрытие по металлическим балкам имеет свои недостатки — более низкие показатели уровня теплоизоляции и шумопоглатительных качеств. Металл подвержен влиянию коррозии.

Виды деревянных двутавровых балок

Для изготовления двутавровой балки используется брус, а для перегородки – плиты OSB или фанера. Детали изделия склеивают специальным клеящим раствором для несущих конструкций. В зависимости от характера используемого материала различают следующие виды изделий:

Виды деревянных двутавровых балок
  1. Двутавровые балки из фанеры и цельного бруса – для них в основном применяют древесину хвойных пород, так как она более устойчива к гниению и грибкам. Брус обязательно высушивают, так как влажная древесина со временем сильно деформируется. Доска, как правило, не достигает длины более 4–6 м. Однако прямо на месте строительства можно удлинять элементы, скрепляя двутавры между собой на болты с гайками.
  2. Двутавровые фанеродеревянные клееные балки выполняются из клееного бруса. Преимущество этого материала состоит в полном отсутствии усадки. Такую доску склеивают из фрагментов, уложенных в разном направлении. Это не позволяет изделию отводить влагу, как цельный брус, но зато обеспечивает сохранность формы и точность геометрических размеров. Кроме того, длина готового изделия для перекрытия может достигать 12 м. Сохраняют все свойства древесного материала: балки прекрасно подвергаются резке, распилу, обеспечивают надежное крепление.

Помимо материала, пользовательские характеристики деревянных двутавровых балок обеспечивают и размеры, и конструкция. По этим признакам изделия разделяют на несколько серий:

Виды деревянных двутавровых балок
  • серия БДК – клееные деревянные двутавровые балки, используются при сооружении коротких пролетов;
  • БДКУ – усиленная конструкция для перекрытий, здесь используется более широкая полочка, балка выдерживает более высокие нагрузки и используется на длинных пролетах;
  • БДКШ – это деревянные двутавровые балки перекрытия и стропильной системы с очень длинными пролетами, в изделии ширина полки достигает 89 мм, что обеспечивает способность выдерживать очень высокие нагрузки;
  • СДКУ – усиленная стойка, она используется не для перекрытий, а для сооружения стенового каркаса;
  • СДКШ – стойка с более широкой полкой, двутавровую конструкцию применяют для стеновых панелей.

Все варианты относятся к конструктивным материалам, то есть могут быть использованы для строительства несущих конструкций. Чаще всего они находят применение при сооружении каркасных домов, где важно не увеличивать нагрузку на стены и фундамент.

Виды деревянных двутавровых балок

Проектные работы

Таблица расчета железобетонной балки перекрытия.

Читайте также:  Анкерный болт — как крепить, советы по установке, нюансы

Любые строительные работы начинаются с проектирования и составления сметы. Проектирование подразумевает:

  • расчет материалов, которые потребуются для возведения металлического остова перекрытия;
  • подбор размеров балки и ее тип (двутавр, швеллер, труба с квадратным сечением);
  • расчет расхода бетонной смеси для перекрытия;

Чтобы выполнить правильный расчет, необходимо определить местоположение металлической балки. На бетонные перекрытия прямоугольных помещений экономичный вариант подразумевает монтаж параллельно короткой стене. Это поможет сэкономить расход на армирование, тем более что располагать металлические балки можно на максимальном расстоянии 2,5 метра.

Схема строительства монолитно-каркасного дома.

Какого типа будут использоваться балки для жб плиты перекрытия, зависит исключительно от нагрузок, которые они будут испытывать. Здесь учитываются расчет нагрузки на бетонные плиты перекрытия во время периода эксплуатации, а также вес перегородок верхнего этажа, строительных материалов для напольного покрытия и вес самого перекрытия. Задавая определенный шаг, то есть расстояние между швеллерами, рассчитывается их количество. Монолитные плиты перекрытия по металлическим балкам предусматривают равный шаг для всего жб монолита. Расчет наилучшего соотношения смогут сделать специалисты. Так как большое расстояние между элементами металлоконструкции перекрытия увеличивает расход бетонной смеси на монолитное жб сооружение, а слишком маленький шаг приведет к перерасходу балочной металлоконструкции.

Производя самостоятельный расчет, ориентируйтесь на правило: отношение длины балки должно быть вдвое больше расстояния между ними.

Стальные (металлические) двутавровые балки перекрытий

Двутавровая металлическая балка перекрытий обладает рядом неоспоримых преимуществ, только при одном недостатке — высокой стоимости. Металлической двутавровой балкой можно перекрыть большие пролеты со значительной нагрузкой, металлическая стальная балка негорюча и устойчива к биологическим воздействиям. Однако, металлическая балка может корродировать при отсутствии защитного покрытия и наличия в помещении агрессивных сред. При пожаре металлические балки "текут" и прогибаются — поэтому их необходимо закрывать теплоизоляционными еегорючими базальтовыми плитами.

Вес одного метра двутавровой балки можно посмотреть в таблице веса двутавровых балок

В большинстве случаев в самодеятельном строительстве при расчетах в вышеуказанной программе или других ей подобных, следует считать, что металлическая балка имеет шарнирные опоры (то есть концы не фиксированы жестко — например, так как в каркасной стальной конструкции). Нагрузку на перекрытие со стальными двутавровыми металлическими балками с учетом собственного веса следует расчитвать как 350(без стяжки) -500 (со стяжкой) кг/м 2

Шаг между двутавровыми металлическими балками рекомендуется делать равным 1 метру. В случае экономии возможно увеличение шага между металлическими балками до 1200 мм.

Таблица для выбора номера двутавровой металлической балки при различном шаге и длине прогонов

Общая нагрузка, кг/м2

Пролет 6 м. № двутавра при шаге, мм

Пролет 4 м. № двутавра при шаге, мм

Пролет 3 м. № двутавра при шаге, мм

1000 1100 1200 1000 1100 1200 1000 1100 1200
300 16 16 16 10 12 12 10 10 10

400

20 20 20 12 12 12 10 10 10

500

20 20 20 12 12 12 10 12 12

Типы межэтажных перекрытий

По назначению перекрытия делятся на:

  • межэтажные;
  • чердачные;
  • подвальные (цокольные).

Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50–100 кг/м2.

Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.

Читайте также:  Виды и расчёт железобетонных балок перекрытия

Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие

Конструкция перекрытий также может быть различной:

  • с открытыми и скрытыми балками;
  • с различными типами несущих балок;
  • с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.

Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.

На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.

а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок

Отделка потолка балочного перекрытия

Отделка потолка перекрытия производится в зависимости от дизайнерской задумки. До этого мы изучали чертежи, на которых балки скрыты какой-либо отделкой или подшивкой. Для отделки годится штукатурка, профилированная натуральная доска типа «вагонка», гипсокартонные листы («сухая штукатурка»), специальные отделочные потолочные плитки и т.п.

Что касается стальных балок, то практически всегда их закрывают, поскольку красоты в них нет, если, конечно, дом не выполняется в определённом стиле.

Однако деревянные балки нередко хочется подчеркнуть. В таких случаях черепные бруски подбиваются к балкам на желаемую высоту. Более того, черепным брускам также можно придать фигурную форму. Обычные бруски скрываются подшивкой.

Принимая этот вариант решения потолка, не надо забывать, что межбалочный объём здесь уменьшится, и, следовательно, пострадает звукоизоляция перекрытия.

Совсем простой вариант — не устраивать межбалочное пространство вообще и набивать доски пола непосредственно на балки перекрытия. Для перекрытий капитальных домов это способ, по всей видимости, не подходит, но хорош для временных или непритязательного назначения построек.

Виды перекрытий по материалу

  • Деревянные;
  • Железобетонные;
  • Металлические.

Однако в некоторых случаях при строительстве дома можно обойтись без них, потому что по конструктивному устройству используются следующие виды перекрытий:

Одни перекрывающие системы держатся на горизонтальных балках. Для монтажа других балок они не требуются, достаточно плит нужных размеров, заказанных на заводе. Укладываются в доме с использованием грузоподъёмной техники. А монолитные перекрытия заливаются прямо на стройплощадке. Сборно-монолитные устройства между этажами – это сочетание балочных опор и бетонного монолита.

Кессонные горизонтальные конструкции используются обычно для обустройства потолка. На нижней их стороне имеются рёбра, составляющие прямоугольники, в совокупности напоминают поверхность вафли. В частном домостроении используются очень редко. А шатровое перекрытие – это плоская плита, окаймлённая рёбрами. Обычно её одной достаточно для потолка всей комнаты, под размер которой она изготавливается. Арочные устройства необходимы тогда, когда требуется перекрыть фигурные пролёты домов. В частных одно и двухэтажных домах используются плиты газобетона. Перекрывающая конструкция из него обладает очень хорошей звукоизоляцией, долго сохраняет тепло, поэтому в межэтажных перегородках дополнительное утепление может быть лишним. Материал лёгкий, без запаха, от него не исходят какие-либо испарения или вредные вещества.

Огнестойкость его также очень высокая. Но ему нужна эффективная гидроизоляция, так как он хорошо впитывает влагу окружающей среды.

В строительной практике используются перегородки со смешением различных материалов. Деревянные балки, чтобы повысить прочность, усиливают металлом. У монолитных конструкций применяется разнообразная не съёмная опалубка. Иногда их основная часть – это пустотелые бетонные панели, а потолок полукруглого эркера – плиты газобетона, которым легко придать любую форму и толщину при помощи ручной пилы.

Вариант конструкции перекрытия из газобетонных блоков

Такое разнообразие материалов расширяет архитектурные возможности перекрывающих устройств, их звукоизоляцию и утепление.