Двутавровые каркасные дома: технология строительства из двутавровых балок

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).

Для большинства частных домов, перекрытия на основе балок являются более практичной и эффективной альтернативой монолитным перекрытиям.

Что такое балка перекрытия?

Балка перекрытия – закрепленная опорами прямолинейная несущая конструкция с горизонтальным или наклонным расположением. Все получаемые нагрузки от балок переходят к опорам, в роли которых могут выступать стены, колонны, с последующим распространением между прочими конструктивными элементами сооружения. Верхняя часть балки обычно выступает полом для верхнего помещения, нижняя играет роль потолка для комнаты снизу.

Требования к балкам

Надежное перекрытие подразумевает подбор определенных параметров для балок (длина, толщина, шаг…), которые выводятся теоретическим путем с помощью специальных расчетов и, в свою очередь, зависят от материала, площади и формы поперечного сечения, а также от способа крепления.

Для частного строительства особенно востребованы балки перекрытия из дерева, сочетающие в себе высокую прочность, надёжность и лёгкость монтажа. Стальные, ж/б и комбинированные вариации задействуются, как правило, в промышленном строительстве и при обустройстве объектов, на которых предполагается повышенная нагрузка на балки.

Однако в любом случае, перед началом возведения сооружения необходимо проверить:

• Балку на прочность. То есть рассчитать совокупные нагрузки на перекрытие. Стандартные величины для чердачного перекрытия – 105 кг/м2, межэтажного – 210 кг/м2, в исключительных случаях до 400 кг/м2.
• Балку на жесткость. То есть рассчитать балку на прогиб и он должен не превышать значений указанных в таблице:

Выполнить подобные операции самостоятельно без профильного образования достаточно сложно, поэтому если вас интересует расчет балки онлайн – вы можете рассчитать все необходимые величины на нашем функциональном калькуляторе. Программа не требует специальных навыков.

Использование двутавровых балок в каркасном строительстве

В малоэтажном каркасном строительстве металлические балки используют редко. Обычно специалисты применяют деревянные двутавровые изделия. Они представляют собой две полки из дерева, которые соединены стойкой из фанеры, ЛВЛ либо ОСП. Такие балки заменяют классические деревянные перекрытия из бруса. Они позволяют существенно увеличить вариабельность форм постройки. Например, двутавровые балки применяются при возведении зданий, в которых предусматривается создание большой комнаты. При помощи обычных досок сделать надежное перекрытие в подобных домах не получится. Используются двутавровые балки в каркасном строительстве не только при создании перекрытий, но и при монтаже пола, каркаса.

Определение понятия

Перекрытие – это несущая горизонтальная конструкция, разделяющая строение по высоте. Его основная функция состоит в распределении нагрузки. Балка является главной опорой, она скрепляет всю конструкцию строения и обеспечивает необходимую жесткость.

Область применения

Балочные деревянные перекрытия применяются в:

• домах на дачных участках, рассчитанных на эксплуатацию в летнее время;
• каркасных и рубленых зданиях из древесины;
• быстровозводимых постройках сборно-разборного вида;
• строениях хозяйственного назначения – мастерская, баня, сарай, хозблок.

Если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия, то деревянные балки принято размещать между этажами в домах из кирпича, газосиликатных блоков.

Технология самостоятельного изготовления деревянной двутавровой балки

1. Основной материал балки — бруски необходимого сечения (минимум 25×35 мм), расчет сечения производится исходя из нагрузки на деревянную балку.
2. Материал перемычки — плиты OSB, ОСП или обычной фанеры, в зависимости от назначения.
3. Фрезерный станок, циркулярная пила или обычная электрическая пила используются для выреза паза в брусьях. При больших объемах производства желательно все-таки иметь под рукой фрезерный станок, так будет легче вырабатывать необходимый объем.
4. Край фанеры или плиты обрабатывают, придавая ему форму трапеции.
5. При помощи киянки плита аккуратно совмещается с пазом бруска. Предварительно на всю длину паза наносится клей нужного состава (для фанерных плит). Детали совмещаются и устанавливаются в струбцины или тиски до полного высыхания клея.
6. После процедура повторяется для второй стороны.
7. Готовое изделие проверяют на соответствие размеров и нарезают при необходимости.

Как видно, технологический процесс изготовления деревянной двутавровой балки не так сложен, а результат довольно существенно поможет сэкономить при строительстве дома.

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.

Прочностной расчет деревянной двутавровой балки

Сравнение несущих способностей, цены и свойств. Сравним несущие способности 2-х видов балок: деревянная двутавровая балка, деревянный брус.

Расчет будет по предельному состоянию (по потере эксплуатационных свойств и по прогибам). Важным и определяющим будет расчет по 2 предельному состоянию (по прогибам). Именно значение прогиба под нагрузкой при равных условиях загружения будет критерием сравнения.

Условия для расчета:

• Расчетная длина по расстоянию между соседними опорами — 5,8 м
• Нагрузка на 1 м2 перекрытия 400 кг
• Шаг балок 0,4 м
• Нагрузка на м.пог. балки 400кг/м2 х 0,4 = 160 кг

Производство двутавровой балки предполагает использование древесины хвойных пород и плит OSB. Этот вид перекрытия имеет высокую износоустойчивость, прочность и нагрузочную способность. Небольшой вес деревянных балок и перекрытий позволяет проводить строительные работы без применения специализированной подъемной техники и механизмов. С их помощью можно возводить дома даже в труднодоступных районах со сложными климатическими условиями. Построенные с использованием данных материалов здания, ветроустойчивы и способны выдерживать сейсмику в 9 баллов.

Основные характеристики и размеры

Важный показатель для элемента – максимальная длина без опор. Она зависит от размера пролета.
При сооружении деревянного перекрытия используют брус и доску ходовых параметров. Например, 50×150 мм, 50×200 мм, 100×150 мм. Эти размеры соответствуют нормам при перекрытии проёмов не более 4 м.

Минимальные размеры бруса – 10×7 см. Такой элемент используется для длины пролета 2 м.

Максимальное значение 25×18 см нужно для пролета 7 метров. Самые ходовые размеры, используемые в строительстве перекрытий — 150×100 мм или 150×150 мм. Прочность перекрытия зависит от высоты балки.

Существующие стандартные размеры балок:

• 100x150x4,50 м;
• 100x200x4,50;
• 150x150x4,50;
• 150x200x4,50;
• 100x150x6,00;
• 100x200x6,00;
• 150x200x6,00;
• 200x200x6,00.

Максимальный уровень нагрузки:

• цокольных и межэтажных перекрытий составляет 210 кг/1 кв. м;
• чердачных – 105 кг/1 кв. м.

Важно! Предельный уровень прогиба равен 0,004 м/1 п. м. Если расчетное значение будет больше, то перекрытие использовать опасно.

Для определения сечения нужно произвести расчет. На практике его высоту берут в диапазоне 4–5% от длины пролёта. Пролёты свыше 6 м, в том числе 8 метров, перекрывают прогонами с крупным сечением.

Особенности балки — двутавра

Благодаря природным качествам дерева, межэтажные перекрытия из двутавровых балок обладают низкой теплопроводностью, что обеспечивает дополнительную экономию теплоносителей в период отопления помещения. Специальные пропитки повышают сопротивляемость дерева влаге, возгоранию, защищают от вредителей и плесени. В ассортименте двутавров, представленных на нашем сайте, вы найдёте достаточное разнообразие форм и размеров. По желанию клиента, балки могут быть изготовлены под заказ, согласно заданных заказчиком параметров.

Купить деревянные двутавровые балки может каждый желающий. Вас наверняка приятно удивит относительно низкая стоимость нашей продукции, её отменное качество и высокие эксплуатационные характеристики. При правильном монтаже дом, выполненный с применением деревянных балок, прослужит несколько десятилетий.

Для производства наша компания использует тщательно отобранные древесные породы, современное производственное оборудование. Все сотрудники нашей – высококвалифицированные специалисты, обладающие солидным стажем в области малоэтажного строительства. Мы ручаемся за качество каждой единицы товара, представленного с нашего собственного производства!

Усиленная и облегченная балка, их плюсы

Деревянные двутавровые балки имеют много достоинств перед другими несущими перекрытиями. Прежде всего, они не подвержены изгибу и скручиванию. Никакая усушка не влияет на размеры и конфигурацию изделия.

Благодаря этому, полы всегда бывают ровными и без всякого скрипа, а кровельное покрытие не подвергается деформации. Если они используются в качестве межэтажных перекрытий, то потолки будут идеально ровными. Применяя в строительстве деревянный двутавр, можно решить сразу несколько задач, так как им можно манипулировать. Другими словами, использовать балку можно соответственно конструкции: там, где требуется выдерживать большую нагрузку, применяется усиленный двутавр.

А если при расчетах выяснится, что можно применить облегченную двутавровую опору, то это будет неплохим решением для экономического эффекта. Такой подход при возведении перекрытий в результате может сберечь как пиломатериалы, так и определенную сумму денег.

Варианты облегченных балок

Правила техники безопасности

Выполняя монтажные работы по установке двутавровых балок, изначально их нужно закрепить при помощи временных элементов, которые затем меняют на постоянные стационарные фиксаторы. По технике безопасности категорически запрещается начинать эксплуатацию балок, пока мастера не снабдят их обвязкой, и не будут сняты временные держатели.

Демонтаж можно проводить лишь после того, как мастера удостоверятся в наличие обвязки на балках. Закрепленные исключительно временными фиксаторами, двутавровые перекрытия способны выдержать только вес рабочих и монтажного оборудования. Очень важно знать, что бракованные или деформированные балки не ремонтируются своими руками или на производстве и не могут быть установлены на свои посадочные места, ни при каких обстоятельствах.

Выводы

Целесообразность использования того или иного материала обосновывается не только их техническими характеристиками, но и стоимостью материала. Этот вывод полностью относится к областям использования бруса и двутавровой деревянной балки.

Двутавровая балка – более современный и более качественный материал, появившийся в результате технического прогресса в производстве строительных материалов. Как правило, в начале появления нового материала цена на него достаточно высока, но со временем процесс производства нового материала совершенствуется, технология производства удешевляется, и цены на него приходят в соответствии с его качеством. Оптимальное соотношение цена-качество материала делает материал востребованным на рынке. Это сейчас и происходит с деревянной двутавровой балкой.

Технология строительства двутавровых каркасных домов

Чтобы сделать качественный каркасный двутавровый дом, нужно знать технологию строительства. Перечень основных шагов по возведению сооружения приведен ниже:

1. установить цокольное перекрытие из двутавра на деревянную обвязку по основанию дома;
2. щиты из балок установить на цокольное перекрытие;
3. связать щиты по верху полосами фанеры;
4. поверх обвязки установить межэтажное перекрытие;
5. на межэтажное перекрытие поставить щиты второго этажа из балок. Обвязать их фанерой.

Конструкция каркасного дома

Почему важно правильно выбрать тип?

От правильного выбора балочных перекрытий зависит прочность строения, так как эти несущие конструкции призваны распределять нагрузку верхних этажей, чердачных помещений, крыши. Это своеобразный каркас здания.

Поэтому важно правильно выбрать вид элемента, его сечение, рассчитать нагрузку на конструкцию, учитывая расстояние между балок, их размер, количество и расположение.

1. Полые элементы подходят для сооружения перекрытий в небольших строениях: гаражах, сараях, маленьких навесах.
2. Цельный брус подойдет для сооружения перекрытий в небольшом деревянном доме.
3. Тавровые конструкции рассчитаны выдерживать нагрузку в производственных зданиях, многоэтажных дома.
4. Двутавровые элементы используются на больших стройках, потому что способны выдерживать большую нагрузку на изгиб.

Выбирая балочные элементы, следует опираться на проектно-сметную документацию, в которой должны быть указаны:

• форма элемента и площадь его поперечного сечения;
• материал балки;
• способ монтажа.

Область применения двутавра

Двутавровые деревянные балки обычно применяются в каркасном строительстве, при возведении каменных построек. С их помощью можно проводить такие работы:

• создавать бесшумный пол;
• изготавливать все типы перекрытий;
• оборудовать стропильную конструкцию кровли;
• устанавливать межкомнатные перегородки;
• создавать монолитную опалубку;
• проводить реконструкцию (поднимать уровень пола, менять балки перекрытия, возводить террасы, беседки, мансарды).

Целесообразно применять двутавр при создании бетонных конструкций. Это повышает прочностные параметры и продлевает срок службы.

ГОСТы и СНиП на двутавровые балки

Использование опорных изделий в строительстве регламентируется государственными стандартами и нормативами.

При этом разработаны и применяются следующие документы:

ГОСТ 30244-94. «Стройматериалы и комплектующие изделия».

СНиП 2.08.01-89. «Дома для проживания».

ГОСТ 8486-86Е. «ТУ на материалы пород из хвойных деревьев».

СНиП II-25-80. «Конструкции из дерева».

При изготовлении деревянных балок применяются материалы из пород хвойных деревьев по ГОСТу 8486.

ГОСТ 8486. Изготовление черепных заготовок из хвойного материала.

ГОСТ 2695. 1.3.2. Брус из лиственных пород (ольхи, осины).

СНиП II-25. Расчетные параметры древесины балок, при этом она должна быть не ниже 2-го сорта. Для черепных брусков допускается применять древесину 3-го сорта.

Транспортировка

Сложность перевозки ДДБ заключается в том, что длина балки может быть от 6 до 15 м. В стандартном кузове грузовика конструкции частью своей будут свисать, что может во время поездки вызвать разрушение двутавра. Поэтому для перевозки длинномерных строительных конструкций используют специальные прицепы (фермовозы). В ином случае перевозят секциями удобной длины. На месте доставки отрезки «сшивают» в единую конструкцию. Во время перевозки изделий нужно предусмотреть различные прокладки, которые предотвратят искривление элементов балок.

Составная балка из досок. Испытание разных составных балок

По своему проекту мне требовалось собрать составную балку, закрывающую пролёт4-еметра и являющуюся в дальнейшем частью стропил. Исходный пиломатериал — доска 50*100*3000, сухая, строганная.
Ошибка с балкой может быть катастрофой. Падать с высоты 2,5 метра на обрешетник основания мне совсем не хотелось. Поэтому, все балки после сборки подвергались испытанию и измерялся прогиб в центре при статичной нагрузке в75-тькилограммов.

Первый тип балки испытания провалил полностью. Т.е. прогиб составил более10-исантиметров. Ошибка была в том, что центральную доску я использовал метровой длины.

Выводы были сделаны и я собрал балку с3-хметровой центральной доской. К ней крепились по2-едоски(длиной — 2,2м) с каждой стороны.

Центр балки:

12-ть76-имиллиметровых самореза с каждой стороны дополняли6-тьспиц:

Прогиб в центре, при статичной нагрузки в75-тькилограмм, у данной балки составил 1,4 сантиметра. Попрыгал на ней — вроде держит. Т.е. уже получился более-менее рабочий вариант, но хотелось большего. Поэтому, следующую балку собрал из4-хдосок(первая из5-исобиралась). Саморезы вкручивал немного отступив от центра. Использовал только две шпильки, которые являлись дополнительным крепежом для короткой доски с каждой стороны. Центральная часть таким образом вообще получилась без стыков:

Прогиб у данной балки составил 1,3 сантиметра. Т.е. я выиграл по сравнению с предыдущим типом целый миллиметр и сильно упростил сборку.

Коли пошла такая пьянка, решил испытать ещё один вариант балки. Между досками проложил оцинкованную листовую сталь, толщиной 2,5 миллиметра:

Мой образ в голове подсказывал, что сталь будет препятствовать дереву растягиваться при нагрузки сверху в нижней части и сдавливаться в верхней части. Плотно зажатый между досок лист стали не будет скручиваться.

Балка с металлическими листами показала рекордно низкий прогиб при статичной нагрузке — 1,1 сантиметра. Значительно активнее сопротивлялась при прыжках на ней. Выигрыш в2-амиллиметра не стоил затраченных усилий и средств на модификацию.

Единственную балку со стальными листами решил разместить в середине крыши. Возможно, при более сильных нагрузках и при более длинном пролёте использование листовой стали — оправдано. В моём случае — это барство.

Но я не остановился на этом, на следующий день собрал балку, только уже скреплял доски не76-имиллиметровыми саморезами, а120-имиллиметровыми. Результат прогиба — не изменился и составил — 1,3 сантиметра.

Таким образом, в моём случае, для пролёта4-еметра, используя3-хметровую доску. Оптимальнее всего собирать балку из4-хдосок.3-ицеликовые, кладутся друг на друга, смещая каждую на 70 сантиметров от предыдущей.4-уюдоску, распиливаем на2-акуска длиной 1,4 метра и доставляем с двух сторон. Саморезы — не менее76-имиллиметров.

Когда балка будет являться частью стропил она будет прогибаться ещё меньше. Когда на перекрытия настелю пол и снизу обошью потолком — прогиб вообще не будет заметен.

Расходы:

1) Изоспан АП(70 кв.м) — 1’447 рублей 20 копеек. 2) Саморез 5*100 — 300 штук — 687 рублей. 3) Доска 50*100*3000(сухая, строганная) — 27 штук — 5’572 рубля 80 копеек. 4) Антисептик, бесцветный, Олимп, 2,7 литра — 2 шт. — 730 рублей. 5) Уголок крепёжный 70*70*55 — 4 штуки — 126 рублей 72 копейки. 6) Саморез 5*120 — 200 штук — 578 рублей. 7) Лист оцинкованной стали, 2,5 мм — 485 рублей.

Итого: 9’626 рублей 72 копейки.

Стены с из ферм Ларсена и двутавровых балок

В этой статье мы опишем два популярных способа строительства энергоэффективных стен. Если вы еще не знакомы с основными принципами строительства пассивного дома, то прочитайте первую статью из цикла 6 опробованных методов строительства энергоэффективных стен. В этой статье вы узнаете зачем вообще нужно сильно утеплять дом, отчего зависит теплоизоляция дома и выгодно ли вкладывать в дополнительное утепление дома.

1.Стены из ферм Ларсена

Двойные стены строятся с того дня, с которого начали строить супер утепленные дома. Обычно они состоят из стандартной наружной каркасной стены из досок 5х10, обшитой 12 мм структурными панелями. Вторая не несущая стена со стйками 5х10 строится с внутренней стороны. Коробки из 12 мм или 18 мм фанеры встраиваются в дверные или оконные черновые проемы между внутренним и наружным каркасом. На глубине 30 см (экономичная разделка 120х240 панелей), эти коробки определяют точную толщину стены, которая образует зону непрерывного утепления в середине стены толщиной 10 см.
В предыдущих проектах, моя фирма задувала целлюлозу после прокладки электрических кабелей. (Добавление высоко-эффективной стекловаты увеличивает R-фактор.) Несмотря, что все электрические кабели проходят внутри пространства стены, отопительные и вентиляционные трубы мы укладывали вне наружных стен.

Задувка эковаты в глубокую полость стены требует предварительной подготовки. Мы либо устанавливали вертикальную сетку между внутренним и наружным каркасом, чтобы разбить пространство на два кармана и заполнить каждый по отдельности, или же мы разбивали процесс на два этапа задувки с помощью трубы меньшего диаметра, чтобы достичь одинаковой плотности 56 кг/м³ . Никаких паропроницаемых пленок мы не использовали, кроме обработки внутренних панелей перед покраской.

R-ФАКТОР: 7.5, ПОДХОДИТ ДЛЯ: нового строительства, ремонта ТЕРМО ИЗОЛЯЦИЯ: При R-0,04(м²*K/Вт) , эковата в этой системе дает общий фактор R-7,5. ПЛЮСЫ: • Строительство по знакомой технологии означает меньшую стоимость труда с доступными строительными материалами. • Если используется эковата, то проект отрицательно не влияет на окружающую среду. • Большой объем для накопления влаги позволяет постепенно высыхать пространству стены. МИНУСЫ: • Достаточно большой объем утепления увеличит и стоимость рабочего времени. • Уменьшает внутреннюю площадь на 3%.

ФЕРМЫ ЛАРСеНА, СОЗДАЮЩИЕ ЭКЗОСКЕЛЕТ

Также как и двойной объемный каркас, стены, построенные с помощью ферм Ларсена создают воздушное пространство. Несущая стена из досок 5х10 покрывается 12 мм фанерой или OSB. Экзоскелет толщиной 20 см крепится к несущей стене и поддерживается широкой стеной фундамента. Платформа пола и несущие стены опираются на внутреннюю половину стены фундамента. Они утепляются традиционно. Наружная часть стены из ферм, которая не опирается на стену фундамента, закрывается снизу обвязкой из фанеры.

Платформа пола и несущие стены опираются на внутреннюю половину стены фундамента.

Пластиковый воздушный барьер и пароизоляционная мембрана полностью покрывают наружную обшивку 5х10 каркасной стены и крепятся либо к опорному брусу, либо непосредственно к бетонной стене фундамента. Эта сборка позволяет высыхать стене как внутрь, так и наружу. Наружные фермы Ларсена обычно изготавливают на стройплощадке и создают непрерывную полость для заполнения эковатой. Утеплитель задувается через отверстия во второй наружной обшивке. Поскольку систему с двойным объемным каркасом легче изолировать от потери воздуха, мы используем систему с фермами Ларсена, как альтернативный вариант. Также как и в стене с двойным объемным каркасом, мы и здесь изготавливаем дверные и оконные короба из 12 или 18 мм фанеры, они также обеспечивают дополнительные меры по укреплению экзоскелета. Во внутреннем каркасе стены из досок 5х10 мы можем провести коммуникации без риска потери воздуха через технологические отверстия.

R-ФАКТОР: 7,5, ПОДХОДИТ ДЛЯ: нового строительства, реконструкции. ТЕПЛО ЭФФЕКТИВНОСТЬ: Используемая в системе целлюлоза ( ок. R-0,04(м²*K/Вт) дает общий R-7,5. ПЛЮСЫ: • Сплошной предохраняющий воздушный барьер позволяет полости стены оставаться сухой. • Большой объем для накопления влаги позволяет стене высыхать постепенно. • Во время реконструкции, внутренние стены могут оставаться нетронутыми. МИНУСЫ: • Не традиционный каркас может увеличить время строительства и стоимость трудовых ресурсов. • Увеличивает общую площадь строительства на 3%.

ПОД ВПЕЧАТЛЕНИЕМ ПАССИВНОГО ДОМА, СДЕЛАЛИ СТЕНЫ ИЗ ДВУТАВРОВЫХ БАЛОК

Эта система использована Катриной Клингенберг для представления программы Немецкого Пассивного Дома в Соединенных Штатах. Стены Клингенберг были построены с использованием деревянных двутавровых балок шириной 30 см в качестве стоек стены. Внутренняя сторона двутавровых балок обшита OSB, которая выполняет функцию первоначального барьера, предохраняющего от потерь воздуха. Внешняя сторона двутавровых балок обшита мягкой древесно-волокнистой влагостойкой структурной плитой ( в России, например, продается ISOPLAAT), и позволяет пространству стены отдавать влагу наружу. Эти обшивки также добавляют стенам с каркасом из двутавровых балок структурную целостность. Это требует расположения оконных проемов по ширине так, чтобы черновой проем попадал между стойками стены. Стена опирается на монолитную бетонную плиту.

Эта система использована Катриной Клингенберг для представления программы Немецкого Пассивного Дома в Соединенных Штатах.

Стены могут быть собраны на стройплощадке как панели и установлены в вертикальное положение с помощью крана. Тем не менее, Клингенберг предпочитает панели заводского изготовления в два этажа шириной около 2,4 м и с заполнением пространства стен высокоэффективной распушенной стекловатой (R-0,03(м²*K/Вт). (Можно также использовать целлюлозу.) Соединения панелей сконструированы с нахлестом, который склеивается, во время сборки, чтобы обеспечить полное устранение щелей, через которые может уходить воздух.

Если вам нужно до конца придерживаться стандарта для Пассивных Домов, то нужно построить дополнительную внутреннюю стену из стоек 5х7,5 и утеплить ее задувной целлюлозой влажным способом, это позволит опереть на нее перекрытие второго этажа и расположить в ней электрику и трубы с внутренней стороны от воздушного барьера. Установив влагостойкую OSB с внутренней стороны стены поможет уменьшить проблему с влагой в холодный сезон.

R-ФАКТОР: 7.7, ПОДХОДИТ ДЛЯ: нового строительства. ТЕПЛОЭФФЕКТИВНОСТЬ: Утеплен целлюлозой : R-0,031-0.04. Утеплен высокоэффективной стекловатой (R-0.03 (м²*K/Вт): R-7.5. ПЛЮСЫ: • Опционально утеплены каркасные стены из досок 5х7,5 и высокоэффективная стекловата добавляет потенциал для более высокого R-фактора. • Большой объем для накопления влаги позволяет стенам высыхать постепенно. МИНУСЫ: • Панели часто изготавливаются вне строительной площадки, доставляются на площадку и разгружаются на месте краном, все это повышает стоимость строительства. • Конструкция может потребовать одобрение производителя деревянных двутавровых балок.

Если вам не подходят эти два способа строительства стен для пассивного дома, то можете изучить ещё три способа строительства энергоэффективных каркасных стен для пассивного дома: с оболочкой из распыляемого пенополиуритана, с двойным слоем из листов пенополистирола или из структурных утепленных панелей, известных под названием СИП-панели.

Цокольное перекрытие

Включает в себя компоненты фундамента:

• ленточный фундамент,
• монолитную плиту,
• утепленную шведскую плиту,
• винтовые и буро-набивные сваи,
• забивные сваи с ростверком.

Руководствуясь схемой фундамента, мы обеспечиваем:

• подбор оптимальной высоты и типа двутавровых балок,
• расчет расположения стен 1 этажа,
• подбор элементов для усиления участков на стыках стен и перекрытия.

1 этаж – стены

Если вы выбрали метод Joyst House, значит, для сборки главных силовых элементов каркаса наружных стен обязательно будут применены деревянные двутавровые балки.

Межэтажное перекрытие

Чтобы достичь идеально ровного перекрытия, балки, на которых будет держаться следующий этаж, необходимо подобрать, полагаясь на результаты вычислений максимальной нагрузки в местах прогибов в комнатах с самой большой площадью. На данном этапе важно правильно определить серию, рекомендуемый шаг и максимальный пролет между рядом стоящими опорами. Грамотная расстановка исключает возможные прогибы, шатания, скрипы при гравитационной нагрузке в процессе эксплуатации жилья.

2 этаж – стены.

Принцип подбора балок аналогичный, как и для первого этажа. В случае с мансардной надстройкой могут быть отличия в элементах сборки примыкающих соединений в местах стыков внутренних перегородок и наружных стен, а также угловых соединений. Для стандартных стен высотой от 1,0 до 3,2 м особых рекомендаций не требуется, а вот выше 3,2 м – уже необходим расчет на прочность или предусмотреть использование балок с большей толщиной.

Стропильная система

Двутавры рекомендуется использовать для плоских, односкатных, двускатных и четырехскатных кровель. В этих случаях стропильная система должна состоять из деревянных двутавровых балок при условии, что длина стропильных ног не превышает 5 метров. Для кровлей со сложными геометрическими формами (многоярусные, ломанные) нужно делать индивидуальный расчёт.

Особенности деревянного балочного перекрытия

Межэтажное балочное перекрытие в деревянном доме

Все балочные перекрытия можно разделить по типу используемого материала. Самыми распространенными и простыми в установке являются деревянные элементы. Помимо них применяются еще железобетонные и стальные, но это уже по части массового и промышленного строительства, поэтому описывать их нет никакой необходимости.

Деревянные балки на блочной коробке дома

• Популярность дерева, в первую очередь зависит от его распространенности в нашей стране и вполне приемлемой стоимости. Также стоит отметить простоту монтажа, при которой строителям не потребуется наличие тяжелой подъемной техники.
• Конечно, дерево не будет служить столь долго как металл, но при правильной обработке срок будет очень большим. Как говорится, на наш век хватит!

Неприятное соседство

• Экологическая чистота материала может быть и недостатком – в дереве любят селиться различные насекомые и микроорганизмы, однако все это легко устранимо при правильной обработке антисептиками.
• Сразу стоит отметить, что дерево – горючий материал. Чтобы уйти от этого недостатка балки пропитываются специальными составами антипиренами, которые на определенный срок наделяют древесину противопожарными свойствами.

Деревянные полы в старых зданиях

Интересно знать! Долговечность балочных деревянных перекрытий во многом зависит от типа используемой древесины. Возьмем для примера бывшие доходные дома Санкт-Петербурга, которым сегодня исполнилось более 200 лет. Среди них имеются даже семиэтажные строения, и везде в качестве балок использовалось дерево, которое даже во влажном северном климате продолжает служить и по сей день.

Отличием тех перекрытий, конечно же, является использование бревен для балок, а не брусьев, но все равно брусья в частном домостроительстве будут служить достаточно долго.

Параметры деревянных балок

Составная балка из досок

Итак, сегодня в качестве балок преимущественно используется деревянный брус – опиленное с четырех сторон бревно определенного сечения. Древесина используется в основном хвойная, так как материал имеет природную «пропитку» смолами, что хорошо защищает его от влаги.

• Для небольших пролетов, не превышающих 2 метра, допускается использование досок толщиной 25, 32 или 40 миллиметров, установив их на ребро.
• При необходимости усилить несущие элементы вы можете соединить две доски, как это показано на фото выше, при помощи гвоздей, саморезов или болтовых соединений.

Перекрытия из бруса на бревенчатом срубе

• Бревна сегодня используются разве что при возведении срубов, да и то частенько брусья применяются и там.

Массивные несущие балки

• Параметры балок напрямую зависят от ширины перекрываемого ими пролета, а также шага между ними.
• При расчете проекта также учитываются возможные нагрузки, которые будут оказываться. Вот таблица, которая поможет вам сориентироваться в подборе сечения несущих балочных элементов.

Данные по размерам пиломатериалов

Приведенная в таблице информация получена из ГОСТ 24454-80.

Совет! В расчет шага между балками включена потенциальная полезная нагрузка в 200 кгс/м3, а также вес самих балок, плюс масса минераловатного утеплителя с плотностью до 100 кг/м3. Если запланировано утепление перекрытия керамзитом, то шаг между балками стоит уменьшить на 20% от заявленного.

Главной особенность деревянного балочного перекрытия является то, что при установке на широкие пролеты оно способно обеспечить достаточную прочность, однако в силу особенностей материала, перекрытие не может быть жестким, то есть все равно прогибается, особенно при увеличении нагрузки. Это свойство называют зыбкостью пола.

Композитные двутавровые балки достаточно прочны, но для надежности перекрытия строители ставят их чаще

Данный параметр на практике просчитать достаточно сложно, поэтому шаг для балок выбирают по возможности меньший (50-60 сантиметров), даже если приведенная таблица допускает другие отступы.

Как раскладываются балки и заделываются в стену

Способы соединения балок перекрытия

Итак, длина балок подбирается согласно перекрываемому проему, что и не удивительно. При этом если помещение имеет прямоугольную форму, выбирается его меньшая сторона. Если же оно квадратное, то направление значения не имеет.

Совет! Стоит помнить, что опираться балки могут только на несущие стены, которые рассчитаны на возрастающие нагрузки – легкие перегородки в полкирпича для этих целей ни в коем случае использовать нельзя.

Проект дома обязательно содержит план раскладки балок перекрытия

• В зависимости от габаритов помещения раскладка балок может выполняться по-разному. Если пролеты слишком большие можно разбить их на участки меньших размеров бри помощи более массивных брусьев.

Балки вмурованы в несущие стены

• Балки муруются в кирпичные стены, а в местах соединения друг с другом фиксируются при помощи специальных стальных крепежей или фанерных накладок.

Соединения балок на стальной крепеж

• Для того чтобы замуровать балки в стену необходимо в процессе кладки подготовить для них специальные ниши, которые будут соответствовать габаритам используемых брусьев.
• Чтобы соединение было достаточно надежным и выдерживало все нужные нагрузки, глубина посадки торца балки должна быть не меньше 15-ти сантиметров. Это относится к любой кирпичной, каменной или блочной стене.
• При этом глубина самой ниши должна быть больше на 20-30 миллиметров, чтобы обеспечить воздушный зазор до задней стенки.
• Если с наружно стороны стена имеет теплоизолирующий слой, то внутреннюю часть ниши можно ничем не заполнять.
• Если такого слоя нет, то из-за оставшейся небольшой толщины стены, ниша может превратиться в мостик холода, который будет промораживаться при падении температуры воздуха на улице. В результате на деревянной балке начнет образовываться конденсат, что, как понимаете, очень плохо и приведет к ускоренному старению материала. Чтобы такого не происходило, ниша заполняется теплоизолирующим материалом, например, полистиролом, который сам не пропускает влагу и прекрасно защитит балку.

Способы заделки балок в кирпичные и ячеистобетонные стены

На схеме выше показаны способы того, как балки монтируются в стены разных типов.

Совет! Размещаемый внутри утеплитель не нужно оборачивать полиэтиленовой пленкой, так как возможно образование конденсата в закрытом пространстве, в результате чего ниша таки может промерзнуть.

• Перед укладкой в нишу торцы балок необходимо отпилить под углом в 60-70 градусов.
• Спилы и вся погружаемая часть обрабатываются антисептическим составом.
• Также потребуется создать влагонепроницаемый слой – край балки оборачивается рубероидом или толем (второй вариант лучше). При этом торец оставляется открытым, чтобы обеспечить приток воздуха

Торец каждой балки обмотан гидроизолятором

• При желании можно края и не оборачивать, но это менее надежно. В этом случае под балки необходимо положить подкладки – те же рубероид, толь или кусочек доски, пропитанной антисептиком, чтобы не дать древесине соприкасаться с камнем. Если этого не сделать, то достаточно скоро начнется процесс гниения древесины.
• Самым надежным способом при этом, будет сочетание двух этих методов, то есть обернутую балку поставить на подложку, что, в принципе, и показано на предыдущей схеме.

Монтажная пена

• Щели, которые остались вокруг балки, нужно заделать монтажной пеной. Такое покрытие надежно сохранит дерево от влаги, которая может попасть внутрь из помещения, но в то же время через микроскопические поры все это дело будет проветриваться.
• Оставшееся пространство заполняется цементным раствором.
• Если подложку из обработанной антисептиком доски разместить не только снизу, но и по всем сторонам ниши, балка будет служить еще дольше, практически как те, что имеются в уже упоминаемых старинных зданиях. Правда, тогда в качестве антисептика применяли деготь, но и современные пропитки прекрасно подойдут.

Деготь – старинный антисептик и гидроизолятор

Совет! Также старинные балки обрабатывались дополнительно сажей – натуральным антисептиком, который справлялся с задачей не хуже современных составов, приготовленных химической промышленностью.

• Если вы опираете балки на внутреннюю несущую стену, то все меры по изоляции элемента от влаги также необходимо выполнить.
• При строительстве дома очень важно помнить, что балки, помимо своей основной несущей функции, усиливают стены здания, которые как мы знаем, связаны друг с другом только по углам. Даже в двухэтажном доме высота стен достигает 6-7 метров, так что без должной связки могут появиться непредсказуемые последствия.
• То есть балки должны не просто лежать в подготовленных нишах, а быть жестко связанными со стенами строения. Для этого применяется анкеровка этих элементов.

Схема узлового соединения перекрытия со стеной из блоков

• Анкеровка выполняется при помощи подготовленных металлических пластин Т-образной формы, один край которых приколачивается к брусу, а остальные лопасти вмуровываются в кладку.
• Анкеры могут ставиться на каждую балку, либо через одну – и в том и в том случае связка будет достаточно прочной.

Соединение балок с деревянными стенами

• В случае соединения с деревянными стенами применяются специальные крепежные элементы с перфорацией, через которые все крепится на саморезы. При этом края балок также должны опираться на вырезанные ниши, как на фото.

Двутавровые балки соединяются между собой деревянными блок-вставками

• В некоторых случаях допускается и навесная стыковка, но тогда к стенам должны быть прикручены периметральные доски.

С торца перед балками уложен слой теплоизолятора

• Если выполняется опирание двух балок на межкомнатную стену, то они должны быть связаны между собой стальными полосами, которые набиваются с двух сторон.

Анкеровка балок Г-образными уголками

Отдельно стоит поговорить про опирание балок перекрытия на стены из газобетонных блоков. Данный материал не обладает высокой плотностью и не в состоянии полноценно выдерживать вес перекрытия и кровли.

Деревянные балки замоноличены в армопоясе

• Поэтому заливается монолитный пояс из железобетона, который многократно усилит конструкцию и зафиксирует сами балки. Также возможно опирание на сам пояс – так будет еще надежнее.
• Для этого применяются специальные газобетонные блоки «U»-образной формы, в которых выпиливаются выемки по края балок.
• Подобную стыковку вы можете рассмотреть на фото выше.
• Анкеровку в этом случае выполняют при помощи металлических пластин, которые связываются с самим армопоясом.

Опирание балок на вертикальные элементы

Промежуточная опора деревянной балки

Если речь идет о каркасном строении, то балки частенько дополнительно опираются на систему из отдельно стоящих опор, таких как: колонны, столбы, стойки.

• Если требуется над вертикальной опорой выполнить соединение элементов, то стык должен располагаться строго над ней.

Методы соединения балок и вертикальных опор

• Если оба элемента сделаны из дерева, то стыковку выполнить довольно просто – забивают под углом гвозди и скрепляют все это дополнительно скобами.
• Связку можно выполнить и при помощи деревянных или фанерных накладок, устанавливаемых с двух сторон. Крепление выполняется перпендикулярно с помощью гвоздей или саморезов.
• Рассмотрев приведенную схему, вы можете увидеть, что используются и различные соединители из металла, которые можно приобрести в готовом виде в магазине. Делаются они обычно из оцинкованной стали, чтобы предотвратить коррозию элемента.

Технические характеристики обычного бруса и деревянной двутавровой балки

В каркасном домостроении используется четырехкантный брус, имеющий стороны не менее 100 мм. Меньший размер именуется бруском, который используется для изготовления стоек, стропил, обрешетки и других элементов каркасного дома.

Размеры бруса нормируются ГОСТами и ТУ. Самым ходовым размером является брус сечением 150х150 мм и длиной 3 или 6 метров из деревьев хвойных пород. На рынке продается брус 1, 2, 3 и 4 сортов. Для каркасного строительства используется брус 1 и 2 сорта.

Технические характеристики бруса зависят от вида древесины, ее возраста и влажности. Брус естественной влажности обладает более низкой теплозащитой и менее устойчив к грибковым поражениям древесины. У просушенного бруса выше прочность при сжатии вдоль волокон и превышает уровень 450 кг/ см², плотность достигает 900 кг/м³, момент упругости Е бруса 150х150 мм составляет 6000 -7000 МПа . Благодаря этим показателям брус используется в каркасном домостроении для изготовления каркаса и перекрытий.

Намного лучшими характеристиками обладает клееный брус, его готовят из тонких пластинок древесины хвойных пород (ламелей).

При изготовлении такого бруса предварительно пропитанные антисептиками и антипиренами ламели склеиваются и обрезаются по необходимому размеру. Такой брус может иметь длину до 12 метров с отличными характеристиками для создания перекрытий зданий с большими пролетами.

Двутавровая деревянная балка не подвержена прогибу, скручиванию и усадке. Ее длина может достигать 12-13 метров с нормативной величиной прогиба, а момент упругости Е у двутавровой балки в среднем равняется 12000 Мпа при ее весе в два раза меньше по сравнению с брусом.

Сравнительные характеристики

Для наглядности приведем сравнительную таблицу по основным параметрам с аналогичными металлическими и железобетонными изделиями, рассчитанным для площади в 200 квадратных метров. Из таблицы видно, что даст замена тяжелых металлических и железобетонных конструкций на двутавровые балки:

Подшиваем потолок

Следующий этап предельно прост: на нижние полки деревянного двутавра укладывают подшивочную доску произвольной толщины, которая фиксируется произвольным способом. Доски также допускается укладывать с зазором, используя черновую подшивку как опору для теплоизоляции, особенно когда речь идет о плотных материалах вроде каменной ваты или ППС. Это несколько снизит собственный вес перекрытия.

Доски не следует подгонять слишком плотно, оставляйте по 3–5 мм зазор на деформацию при усушке. Если же вы хотите сразу заложить вагонку под лак, оставляя балки открытыми, потрудитесь изолировать утеплитель от просыпания и выветривания, оставляйте зазор на торцах реек не менее 2–3 мм.

Вы также можете отказаться от подобной закладки досок и подшивать потолок, скажем, ДСП. Однако описанный подход позволяет избежать простоев: все-таки готовый потолок монтируется небыстро, а перекрытие использовать нужно.

Межбалочное заполнение перекрытия

Как правильно заполнить пространство между балками

Наполнение между балками, по сути, это набор ограждающих элементов, каждый со своим назначением. Давайте посмотрим, какие варианты устройства бывают тут.

Перекрытие без лаг

Данный тип конструкции может быть применен только при условии, что расстояние между несущими балками не превышает 60-ти сантиметров. Если этим правилом пренебречь, то пол будет «зыбким». План такого перекрытия показан на следующей схеме.

Перекрытие без лаг

Давайте послойно разберем этот пирог:

• Итак, в этом случае балки перекрытия у нас становятся основанием для удержания обшивки, на них будет сверху настилаться черновой пол, а внутри расположатся слои паро-, тепло- и звукоизоляции – последние два, чаще в лице одного материала.
• Пойдем снизу-вверх. Самый нижний слой – это отделочный материал потолка, в качестве которого может выступать пластик, деревянная вагонка, гипсокартон, МДФ и прочее. Отделка монтируется в последнюю очередь, если не планируется выкладывать утеплитель прямо сверху нее. Такое решение крайне ненадежное, поэтому пропустим его описание.

Варианты наполнения перекрытия

• Чтобы все держалось прочно, особенно если будет применен достаточно тяжелый теплоизолятор типа керамзита, снизу монтируется деревянный настил (12), который будет удерживаться за счет черепных брусков (10), накрученных параллельно балкам по их нижнему краю. Для черепных брусков отлично подойдет рейка сечением 30*40 и выше. Крепится все на саморезы.

Настил, пароизолятор, утеплитель

• Далее поверх настила кладется слой пароизоляции, который не даст мусору просыпаться вниз, плюс убережет сами балки и утеплитель между ними от проникновения влаги из воздуха.
• Следом кладется слой теплоизолятора – обычно это или вспененный полистирол или минеральная вата, хотя и прочих вариантов на рынке великое множество. Причем предпочтительнее будет именно минвата, так как она не является горючим материалом и не боится грызунов.

Утеплитель, пострадавший от мышей

Совет! Минеральная вата сильно теряет свои теплоизоляционные свойства при намокании, поэтому необходимо позаботиться о ее качественной изоляции.

• Следующий слой снова пленочный, но на этот раз гидроизолиующий. Вода может просочиться сверху, если на пол что-то разлили или кровля дала течь. Рекомендуется также применять мембранные пленки, не препятствующие газообмену.
• Расстояние от пленки до утеплителя обычно оставляется в 50 миллиметров, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха, хотя иногда этим правилом можно пренебречь

Гидроизоляционная пленка прилегает к утеплителю не вплотную

А что же по поводу звукоизоляции, ведь популярные на сегодня утеплители не так уж и эффективны в этом плане? Еще бы — вес той же минваты на 1 квадратный метр составит каких-то 5-6 килограмм, а звук в такой неплотной среде будет распространяться практически без помех!

В этом случае перед укладкой утеплителя стоит обустроить отдельный слой звукоизолятора, например, установить звукоизоляционную панель, либо насыпать песка или глины, если речь идет о совсем уж бюджетной стройке. При этом не забывайте, что несущая способность перекрытия должна выдержать увеличенные нагрузки.

Звукоизоляционная панель

Между слоями звуко и теплоизоляции также необходимо поместить разделительную мембранную пленку.

Звукоизоляция не будет полной, если вибрации будут передаваться по самим балкам при хождении по полу верхнего этажа. Чтобы устранить этот неприятный эффект поверх балок настилается упругий материал, например, тот же рубероид.

Далее монтируется черновой настил, который выступит основанием для чистового напольного покрытия, например, ламината. Для настила используются доски толщиной в 32 миллиметра – можно и тоньше, но при условии, что шаг между балками невелик, и пол не будет прогибаться.

Перекрытия с лагами

Если брусья для балок нешироки, то без лаг не обойтись

По ходу статьи мы разбирали таблицу, из которой стало понятно, что сечение балок и шаг между ними – величины взаимосвязанные. Закономерность тут прямо пропорциональная – чем мощнее брусья, тем большее расстояние между ними допускается оставлять.

• Подход с большим отступом хорош для облегчения трудозатрат в плане обустройства ниш под балки, однако прочность самого пола при этом может пострадать.
• Решить проблему помогают лаги – поперечные доски или брусья, которые ставятся на ребро или кладутся плашмя. Пиломатериал берется следующего сечения – 50х75 или 50х100 миллиметров.
• Шаг между ними выбирается приемлемый для будущего настила. Торцевое соединение элементов выполняется над лагами. Скрепляющим элементом при этом служит деревянная, металлическая или фанерная накладка.

Балочное перекрытие с лагами

Межбалочное заполнение перекрытия будет таким же, как и в предыдущем случае, однако за счет увеличившейся толщины перекрытия вы сможете добавить еще слой утеплителя, чтобы сделать изоляцию более эффективной. Также нужно помнить, что в отличие от балок лаги в стену не заделываются, а просто примыкают к ним.

Итак, мы узнали, как устроено балочное перекрытие, которое вы теперь с легкость можете возвести самостоятельно, следуя тем рекомендациям, что были приведены в данной статье. Дополнительно раскрыть вопрос поможет видео в этой статье – обязательно взгляните. А теперь мы с вами прощаемся, до скорых встреч!

Чем хорош канадский метод строительства перекрытия?

Давайте рассмотрим все преимущества двутавровых балок как материала для строительства перекрытия:

Преимущество №1. Удивительная прочность

Благодаря такой гениально продуманной конструкции довольно хрупкие на вид балки оказываются во много раз прочнее и надежнее обычных. Верхняя часть балки работает на изгиб, а нижняя – на растяжение. Т.е. здесь уже речь идет не об одном монолитном элементе, которому приходится принимать на себя оба вида нагрузки одновременно:

Преимущество №2. Точная геометрия

Второй очень важный момент: идеальная геометрия самих балок. Даже со временем они не прогибаются, не выкручиваются, не рассыхаются и не изменяют свои своих параметров. Как утверждают производители, даже через 100 лет такие балки будут вести себя все также, как через год после постройки.

Что это дает? Для начала – безупречно ровное перекрытие, на которое легко монтировать любое половое покрытие, особенно паркет и ламинат. Дело в том, что когда вы имеете дело с брусьями и обычными деревянными балками, то должны знать, что согласно стандартам нормам их прогиб может достигать 3 см! И, поверьте даже это уже ощутимо: пол будет просто «ходить» под вашими ногами. И подобное точно хорошо не скажется ни на одном половом покрытии (кроме дешевого линолеума, пожалуй).

И это нормально: натуральная древесина – материал живой, и для нее свойственно сжиматься, усыхать или, наоборот, набирать в себя влагу. А вот двутавровые балки уже изготавливается из клееной древесины, с применением особо прочного соединяющего состава, и своих размеров они не изменяют.

Преимущество №3. Комфортный вес

Следующий важный аспект: двутавровые балки достаточно легкие, чтобы поднять одну из них самостоятельно, а потому с подобной работой без проблем справляются два обычных рабочих. Что это дает?

Во-первых, вам не понадобится тяжелая техника, которая должна будет поднимать обычные деревянные балки или металлические.

Во-вторых, работы на высоте станут более безопасными, ведь никому на голову не свалится слишком тяжелая балка.

В-третьих, применение двутавровых балок позволят немало сэкономить на фундаменте, ведь нагрузка на него уже будет на порядок меньше. И, если брать во внимание, что до 50% бюджета строительства обычно идет на надежный, крепкий фундамент, который выдержит не только стены, но и не менее тяжелые балки, тогда экономия получается существенной.

Преимущество №4. Изготовление в домашних условиях

Двутавровые балки вы можете изготовить самостоятельно, если будете знать, какими должны быть их параметры и узлы соединения. И в итоге у вас будет не только уверенность в качестве перекрытия, но и немало сэкономленный бюджет.

Цены

Двутавровые балки изготавливаются в определенный размер и с применением сухого бруса из дерева определенной серии (БП, LVL или W). А также при этом применяется особый клеевой состав, имеющий повышенную пожаробезопасность и влагостойкость. При этом стоимость изделия будет зависеть от длины, категории и пропитки, нанесенной на поверхность двутавра.

Рассмотрим цены двутавровой опоры длиной 6 метров категории W.

Стоимость траверсы за один погонный метр

Выбираем балки и правильно их опираем

При использовании деревянных балок на подобных проектах приходится постоянно балансировать между обеспечением требуемой несущей способности и собственным малым весом перекрытия. При работе с сосновым брусом допускается длина пролета до 6 метров, тем не менее, понадобились бы балки 300х1500 мм, при этом максимальный прогиб составил бы более 10 мм.

Используемые двутавровые балки имеют высоту 400 мм при полках 40х90 мм и толщине стойки 10 мм. Свободное пространство между полками составляет почти 320 мм, чего вполне достаточно для укладки 250 мм утеплителя и 15 мм доски для подшивки. Межосевое расстояние балок выбирается под ширину утеплителя, но не меньше рекомендуемого, то есть 40 см.

При установке балок на несущие стены глубина закладки составляет не менее половины высоты балки, в рассматриваемом случае — 200 мм. Хотя производители часто указывают меньшую глубину закладки, лучше такие рекомендации игнорировать и перестраховаться. Переусердствовать также не стоит — при частом шаге балок это негативно сказывается на прочности стен. К тому же лучше для такого перекрытия оставить несущий слой.

Концы балок на глубину закладки обмазываются битумной мастикой, установка производится только после полного высыхания. Балки лучше сразу выровнять идеально, для этого их укладывают на небольшие бугорки схватившегося цементного раствора как на несъемные маяки, а затем регулируют положение каждого двутавра в общей плоскости. После высыхания нужно обложить балки венцовым рядом и забутовать ниши цементным раствором.

Установка балок на каркасные стены или СИП должна сопровождаться механическим креплением. Для этого можно использовать треугольные косынки из 20 мм фанеры или купить металлические кронштейны. Края балок следует утопить от внешней плоскости стен не менее чем на 50 мм и обшить снаружи влагостойкой фанерой.

Принцип расчета

Проведение расчетов двутавров основано на том, что низ его работает на растяжение, а верхняя – на сжатие. При этом стенки принимают поперечные силовые нагрузки.

Из дерева

Характеристики и показатели деревянных двутавров указаны в приложениях нормативов ГОСТов, и имеют вид таблиц, как на рисунке ниже:

Используя данные таблицы, характеризующие древесину, при расчетах используются следующие величины:

• общая высота;
• толщина;
• модули – растяжения, изгиба, сжатия и упругости;
• глубина паза;
• длина самого пролета;
• шаг балок;
• показатель нормативной нагрузки;
• процентные условия эксплуатации изделия, зависящие от влажности и других атмосферных величин.

Используются также многочисленные коэффициенты, которые используются профессиональными инженерами. Для двутавров используют такие формулы, как:

Xd = kmod х Xk/γm – определение прочности и расчет сопротивления, где:

• Хk – норма прочности;
• kmod – коэффициент нагрузки и содержания влаги;
• γm – коэффициент, характеризующий материал.

Ed = Emean / γm – элементная жесткость, где:

• Ed – показатель жесткости;
• Emean – средний модуль упругости.

Используемый частный коэффициент (γm), согласно нормативам, чаще всего равен показателю 1,2. Поскольку двутавры различаются друг от друга по показателям качества древесины, то и расчет у них неодинаковый. Большое значение уделяется дополнительным коэффициентам и показателям, например, гибкости элемента двутавра λ, который вычисляется по формуле:

λ = SQR(12) х (Lc/b), где:

• Lc – длина поверхности между сечениями, если происходит сжатие;
• b – показатель ширины балки.

Пример:

Рассчитать гибкость полки, если двутавры имеют шаг 1,25 (м). Указано, что у них не между собой промежуточных распорок, за исключением концов.

Решение:

Согласно условию задачи, длина поверхности между сечениями при сжатии Lc = L = 4 (м). Исходя из общей формулы, определяем коэффициент гибкости полки:

λ = 3.464 * 4 / 0.075 = 185

Ответ: коэффициент равен 185.

Металлических

Для металлических двутавров чаще всего рассчитывают прогиб, а также изгиб, которые применяются для балочных типов, номеров 1-6. Здесь можно воспользоваться удобным калькулятором расчета, при отсутствии времени, по типам двутавров, можно при помощи онлайн-калькуляторов. Так, например, в этом может помочь сайт.

При расчетах металлических двутавров всегда используют показатели:

• A и B – расстояния от основной опоры до точки нагрузки;
• L – длина пролета (по минимуму);
• Fmax – балочный прогиб по максимуму, согласно технической таблице внизу:

В расчетах со стальными двутаврами также используют величины: количество (К), Ry – показатель сопротивления, Fбалки – прогиб и запас (З), сечение (М). Для удобства проведения математических расчетов часто используют онлайн-калькуляторы, один из которых здесь. Данный калькулятор проводит расчеты в отношении консольных и опорных балок, где используется также q – масса изделия в кг/м.
Пример:

Необходимо вычислить прогиб для балок – максимальный момент сопротивления сечения Му, если L = 4,5 (м) уложена параллельно короткой стены, q = 6, количество балок равно 8.

Решение:

Согласно формуле, учету веса по таблице СНиПа:

My = (q х L2) /8 = 6 х 4502/8 = 151875 (кгс/см2).

Ответ: 151875 (кгс х см).

Пример 2, который можно соединить с показателем первого примера.

Максимальный момент сопротивления балки Wy, при указанном условием расчетном сопротивлении стали (2150 кгс/см2) рассчитать легко, на основании деления изгибающего момента на показатель сопротивление стали. В соответствии с формулой, это будет выглядеть так:

Wy = 151875 / 2150 = 70,6 (см3).

Ответ: 70,6 (см3) – максимальное сопротивление двутавра данного типа.

Величины, использующиеся в различных расчетах двутавровых балок, имеют следующий вид:

Использовать для работы можно этот калькулятор.

При выборе габаритов двутавра учитываются тип и характеристики возводимого объекта, а также нагрузки на конструкцию здания.

Достоинства стропильной системы крыши из двутавровой балки:

• Длина стропил, хребтов, ендов может достигать 12 метров;
• Возможен монтаж натуральной черепицы на безопорном пролете до 9 метров;
• Средний вес квадратного метра конструкции из двутавра всего 8 кг, что обеспечивает легкость монтажа;
• Устойчивость к воздействиям природного, химического и механического характера и, как следствие, долговечность;
• Безопасность и надежность при эксплуатации;
• Точное соблюдение заявленных геометрических форм;
• Нет необходимости в обработке деревозащитными составами
• Идеальная геометрия, необходимая в монтаже гибкой черепицы

Преимущества и недостатки

Любое строительное изделие имеет свои положительные и отрицательные черты. Преимущества двутавровых балок:

• влагостойкость;
• небольшой вес;
• не подвержены порче насекомыми-вредителями;
• долговечность;
• огнестойкость;
• оперативность монтажа (двутавровый каркасный дом можно возвести за 4 месяца);
• не подвержены гниению;
• более низкая, чем у обыкновенного бруса, теплопроводность;
• возможность создания коммуникационных отверстий (прочностные параметры изделия от этого не ухудшаются);
• сооружение из двутавра не деформируется и не растрескивается со временем;
• отсутствие усадки;
• энергоэффективность (двутавровые каркасные постройки защищены от мостиков холода).

Двутавровые каркасные дома получаются более легкими. Поэтому они не нуждаются в крепком фундаменте. Это позволяет сэкономить финансовые средства на строительстве.

Двутавровый каркасный дом имеет такие недостатки:

• по мнению некоторых специалистов, смолы, которыми склеена балка, содержат вредные вещества;
• для крепления балок нужна специальная оснастка. Без нее создать надежную установку не получится. Такая оснастка находится в дефиците на рынке;
• цена двутавровых деревянных балок выше, чем стоимость обычного бруса.

Балка для каркаса своими руками

Плюсы и минусы использования

Многочисленные отзывы на социальных площадках в отношении двутавров позволяют узнать от специалистов и пользователей следующие преимущества любого типа двутавровых балок:

1. Выдерживание нагрузок и распределение их, без влияния на фундаментную основу.
2. Прочность, жесткость и долговечность.
3. Удобство транспортировки.
4. Несложный монтаж.
5. Большой выбор изделий, возможность индивидуальных заказов у производителей.
6. Нулевой крутящий момент.
7. Устойчивость к механическим, сейсмическим и атмосферным воздействиям.
8. Монолитность и устойчивость швов у стальных изделий.
9. Доступность в цене.
10. Высокая несущая способность.
11. Отсутствие растрескивания и деформации.

Минусами пользователи считают:

1. 
   У деревянных – низкий показатель огнестойкости, из-за особенностей материала.

2. У металлических – склонность к коррозии.
3. У ЖБ – постепенное разрушение.
4. Возможность производства изделий только на крупных предприятиях.

Плюсом для двутавров является также то обстоятельство, что монтаж с ними можно проводить круглый год.

Каркасный дом из двутавровых балок

« Доступность цен, на строительство домов, без ущерба качеству — один из основных принципов нашей работы! »

Строительство каркасных домов из высокопрочных деревянных двутавровых балок.

Использование двутавровых балок с ребром жесткости из OSB в каркасном домостроении, обеспечивает в 4 раза более жесткую конструкцию стен, в сравнении с обычными деревянно-каркасными стенами. В результате каркасный дом или коттедж, сделанный по канадской технологии,из двутавровых балок, получается прочным и легким, а его строительство недорогим и быстрым.

Мы первая и единственная компания в г.Астрахань, предоставляющая услуги по строительству качественных, высокопрочных каркасных домов из двутавровых балок.

Почему дом из двутавровых балок лучше:

• Идеальная геометрия балок — идеально ровные стены.
• Повышенная жесткость и устойчивость каркаса.
• Высокопрочная двутавровая балка перекрытия — перекрытия рассчитаны под нагрузку до 400 кг/м2.
• Сухой строганый пиломатериал — отсутствие кручения и гниения каркаса.
• Минимальный срок службы дома — 75 лет.
• Невысокая стоимость строительства — оптимальное соотношение цена-качество.

Каркасной технологии строительства домов много сотен лет. Казалось бы, все технологические узлы проработаны до мелочей и ничего нового привнести невозможно. Однако даже в такой проработанной технологии появляются важные технические инновации.

В данном случае речь идет об использовании в качестве несущих элементов каркаса не просто доски, а специальных двутавровых балок. Эта технология начала внедряться в строительстве каркасных домов относительно недавно. Но наша компания по достоинству оценила преимущества двутавровых балок и мы первыми в Астраханской области взяли данную технологию на вооружение. Двутавровая балка представляет собой конструкцию из двух реек или брусков, соединенных полоской ОСП плиты. Двутавровыми такие балки называются за сходство с одним из видов металлопроката.

Преимущества двутавровых балок по сравнению со сплошной доской, весьма существенны.Во-первых, это стабильность формы. Свойства доски зависят напрямую от состояния волокон древесины и механических напряжений, возникающих в них. Двутавровая балка состоит из трех элементов и является жесткой системой, в которой внутренние деформации напряжения если и возникают в каком-то элементе, то это нивелируется другими элементами. Получается, что конструкция на основе двутавровых балок на много жестче чем из обычной доски.

Во-вторых, цельную доску намного сложнее и дольше сушить до нужной влажности, чем две тонкие планки, из которых состоит двутавровая балка.

В-третьих, не смотря на кажущуюся сложность изготовления, на лицо экономия материала. Плюс общее снижение массы каркаса дома в целом.

В-четвертых, через стены, состоящие из двутавровых балок очень удобно вести инженерные сети. Известно, что коммуникации в каркасных домах ведутся внутри стен. На много эффективнее делать проходы для труб и проводов в тонкой ОСП плите балки, чем скажем в полноценной доске толщиной 5-6см. К тому же, благодаря равномерной структуре ОСП, не возникает ни малейшего ослабления конструкции в местах прокладки коммуникаций. Таким образом, применение двутавровых балок более чем оправдано!

Стеновые двутавровые балки

• Минимальный мостик холода
• Жесткая фиксация утеплителя
• Стык «утеплитель-стойка» надежно утеплен
• Воздушный зазор
• Любая толщина стен
• Точная геометрия плоскости стен

Устройство полов деревянными двутаврами

Весьма эффективно использование деревянных двутавровых балок при устройстве полов. На качество полов существенно влияет правильный подбор балок и их опирание, вместе с грамотным монтажом несущих конструкций и сопутствующих элементов в соответствии со СНиП.

Настил пола двутаврами делается за меньший срок, узлы конструкции получаются жесткими, а пол не скрипучим. Для устройства чернового пола рекомендуется использовать толстую половую доску, это повысит качество и снизит вибрацию. К двутаврам легко прибиваются все элементы настила, а их конструкция улучшает характеристику полов в доме и срок их эксплуатации.

При использовании двутавровых балок с шагом один метр встает проблема чернового пола ОСБ. Плита и аналогичные ей материалы не подходят из-за вероятности слома или больших прогибов. Настил будет пружинить и раскачиваться. Для расстояний между балками в 1 метр лучше изготавливать обрешетку из толстой доски или бруса. Другой вариант усиления настила устройства – несколько слоев перекрытий, что значительно удорожает работы.

Совет!Наиболее оптимальным для полов с двутавровыми балками считается расстояние между ними в 400-600 мм. Тогда возможна замена на двутавры с меньшей высотой сечения.

Крепление к двутавровой балке

Не рекомендуется использование саморезов, особенно черных, для крепления настила или других элементов к двутавровым балкам. Сталь, используемая для изготовления саморезов, не выдерживает нагрузок срезания и скалывания. Для фиксации чернового пола и прочих элементов специалисты рекомендуют гвозди и шурупы, желательно оцинкованные, они обеспечат длительный срок службы. Рассверливание балок не требуется, соединения пояса со стойкой надежные и жесткие, прибить или прикрутить к двутаврам элементы пола несложно. В заключение еще несколько слов о защите двутавров от огня, влаги и насекомых. Как правило, основная обработка происходит при изготовлении двутавровых балок. Биозащитными и огнеупорными составами хороший производитель, имеющие специальные службы, пропитывает изделия во время производства. От воздействия влажности и гниения рекомендуется дополнительно покрывать деревянные элементы краской или лаком, особенно, если двутавры используются во внешних конструкциях, не защищенных гидро- и пароизоляцией.

Двутавровые балки из дерева.

Сборка домокомплекта каркасного дома своими руками. Пошаговая инструкция

При оформлении заказа на изготовление домокомплекта необходимо получить копию чертежей и подробный план размещения помещений. Проверить наличие на плане всех размеров внешнего периметра и расстояний между внутренними стенами. Эти данные нужны для обустройства фундамента.

Строительство типового дома из готовых панелей состоит из следующих этапов:

1. Устройство фундамента. Под каркасный дом используются облегченные виды фундаментов – малозаглубленные ленточные, столбчатые, свайные. Фундамент делается строго по чертежам проекта. Необходимо строго горизонтально вывести поверхность. Проверить все углы и параллельность стен. Оставить несколько технологических проемов для доступа к половым перекрытиям снизу. Уложить гидроизоляционный материал.
2. Складирование доставленного домокомплекта. Укладка производится на ровную площадку через прокладки. Ко всем элементам необходим свободный доступ. Стропильные системы складывают в вертикальном положении.
3. Монтаж дома. После полной готовности фундамента начинается монтаж дома. Все используемые материалы входят в комплект поставки. Все стыки уплотняются монтажной пеной или ленточным джутовым утеплителем. Последовательность монтажа:

• Укладываются панели пола . Можно произвести дополнительную гидроизоляцию мастиками. В замок «шип-паз» наносится монтажная пена или джутовый утеплитель. Панели между собой скрепляются анодированными саморезами с обеих сторон панели. В торцы панелей закладываются обвязочные брусья, обеспечивающие жесткость.
• Установка нижнего бруса обвязки. Проверяется точность разметки. По шаблону стеновой панели укладывается брус и крепится к полу в шахматном порядке саморезами. Шаг крепления 400 мм. Через брус, панель пола, в фундамент, сверлятся отверстия с шагом 1 метр. Ставятся анкерные болты. Конструкция стягивается.
• Установка стеновых панелей. Начинается с угловой панели. Панель ставится вертикально по отвесу на обвязочный брус. Устанавливается вторая угловая панель. Стык уплотняется и панели крепятся к нижней обвязке и между собой саморезами необходимой длины. Следующие панели устанавливаются так же. В процессе сборки можно использовать временные упоры.
• Установка внутренних панельных перегородок. Устанавливаются, как и стеновые. Перегородки каркасного типа крепятся к стеновым панелям и между собой при помощи металлических перфорированных пластин, и кронштейнов.
• Балки межэтажных перекрытий. При наличии второго жилого этажа ставятся балки перекрытия. Они повышают прочность и жесткость конструкции. Балки могут быть из профилированного бруса или сборные. Устанавливаются по чертежам проекта с помощью перфорированных пластин.
• Установка плит потолочного перекрытия. Потолочное или межэтажное перекрытие устанавливается так же, как и половое. Для большей жесткости плиты перекрытия крепятся к балкам перекрытия или перегородкам.
• Монтаж панелей фронтона. Торцы потолочного перекрытия зашиваются брусом. Устанавливается брус обвязки. Стык уплотняется и панели ставятся на место. Крепятся к обвязочному брусу.
• Установка конькового бруса. Коньковый брус крепится к панелям фронтона и нескольким вертикальным опорам из бруса. Крепление происходит с помощью металлических перфорированных пластин.
• Промежуточные опорные балки. Врезаются во фронтонные панели параллельно коньковому брусу. Служат для предотвращения прогиба панелей крыши. Крепятся к фронтонным панелям и нескольким опорам из бруса.

Как сделать двутавр своими руками

Чтобы построить долговечный каркасный двутавровый дом, нужно использовать качественный материал. Не все производители двутавровых балок являются ответственными и выпускают надежную продукцию. Чтобы избежать покупки недоброкачественного двутавра, можно попытаться смастерить такое изделие своими руками.

Двутавр создается по такому алгоритму:

1. Подготовить брусья. Сделать в них выпилы для монтажа стойки.
2. Осмотреть плиты на наличие дефектов.
3. Промазать выпилы в брусьях тонким слоем клея.
4. Собрать элементы изделия. Выровнять и прижать детали.
5. На собранный двутавр наложить металлические элементы и зафиксировать хомутами.

Средние цены

Цена двутавровой балки длиной 6 м из сухого строганого бруса от 310 руб. до 360 руб. за пог. м. Если балка обработана биозащитой, цена возрастает от330 руб. до 380 руб. за за пог. м.

Стоимость балки с:

• Деревянной полкой OSB (длина до 6 м) от 265 руб. до 355 руб. за пог. м.
• Деревянной полкой OSB (длина до 12 м) от 365 руб. до 455 руб. за пог. м.
• Полкой из ЛВЛ бруска (длина до 12 м) от 425 руб. до 465 руб. за пог. м.
• Широкой полкой из ЛВЛ бруска (длина до 12 м) от 525 руб. до 585 руб. за пог.м.

Клееный брус:

• сечение 185×120 мм, 185×160 мм, 185×202 мм, 185×240 мм, 140×202 мм, 140×160 мм – 36 000 руб./куб. м;
• сечение 240×202 мм, 240×240 мм, 280×202 мм, 280×240 мм, 240×202 мм, 280×202 мм — 38 000 руб./куб.м.