""

Использование двутавра в строительстве потолочного перекрытия

Содержание

Перекрытие по металлическим балкам

Для устройства прочных перекрытий в возводимых зданиях строители применяют проверенные методы, предусматривающие использование различных строительных материалов. Повышенный запас прочности обеспечивают профили, изготовленные из стального проката. Сооружаемые на их основе перекрытия по металлическим балкам обеспечивают надежность возводимых конструкций и длительный ресурс эксплуатации. Они превосходят конструкции на базе деревянных брусьев по эксплуатационным показателям и способны воспринимать значительные нагрузки. Рассмотрим их детально.

Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам

На основе стального профиля можно сделать прочное перекрытие, используя различные варианты:

  • перекрытие монолитное по металлическим балкам. Формируется путем заливки бетона в опалубку, дополнительно усиливается арматурной решеткой. Это проверенный на практике вариант, отличающийся комплексом преимуществ. Главные плюсы, привлекающие застройщиков – повышенная прочность бесшовной поверхности и отсутствие неровностей;
  • монолитно-сборную конструкцию. Для ее обустройства применяются блоки из ячеистого бетона, изготовленные на промышленных предприятиях. Они укладываются краями на поверхность стального профиля. Сооружается теплоизолированные опалубка, производится армирование и заливаются бетонным раствором стыковые участки;
  • составную конструкцию из различных материалов. Могут применяться стандартные панели, деревянные доски, плиты. Элементы основы устанавливаются на несущие стальные балки. Для обеспечения комфортных условий эксплуатации важно утеплить и звукоизолировать сформированную поверхность, а также заделать зазоры между элементами.

В зависимости от финансовых возможностей и наличия материалов, застройщики в равной мере используют указанные варианты.

К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования

Применяемые материалы и оборудование

В качестве несущих балок используют различные виды металлического проката:

  • двутавр номер 16 или 20;
  • швеллер высотой до 20 см;
  • уголок, сваренный в силовой каркас.

Для формирования выбранного конструктивного варианта, помимо несущих элементов, потребуются следующие материалы:

  • бетонная смесь для формирования цельной основы;
  • стандартные блоки из ячеистого бетона для сборно-монолитного варианта;
  • строганные доски или готовые бетонные панели для составной конструкции.

Для усиления применяются арматурные прутки, диаметр которых соответствует результатам выполненных расчетов.

Сооружение опалубки потребует применения следующих стройматериалов:

  • деревянных щитов или влагостойкой фанеры толщиной 2 см и более;
  • полиэтиленовой пленки для гидроизоляции бетонного массива;
  • подпорок из металла или древесины, обеспечивающих устойчивость опалубки.

Для разных типов домов используют как перекрытия по металлическим балкам, так и по деревянным, а также железобетонным

Следует также подготовить оборудование:

  • бетоносмеситель, ускоряющий процесс приготовления рабочего состава;
  • сварочный аппарат, предназначенный для сварки арматурного каркаса.

Специальный инструмент для строительных мероприятий не требуется. Используется набор инструментов, имеющийся в арсенале каждого домашнего умельца.

Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам

Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:

  • повышенной надежностью;
  • высоким запасом прочности;
  • длительным ресурсом эксплуатации;
  • увеличенной несущей способностью.

Применяя металлоконструкции из стального профиля можно перекрывать пролеты увеличенных размеров, правильно подобрав номер используемого проката.

Мнение эксперта: Перекрытия по металлическим балкам

В строительстве частного дома наиболее частое применение имеет монолитное перекрытие по металлическим балкам, так как сборное основание требует применения тяжелого крана, а деревянные перекрытия наименее прочные. В любом случае потребуется привлечение специалистов, так как при сборке моноперекрытия самое главное – правильно рассчитать и спроектировать все узлы конструкции.

Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:

  • трудоемкость монтажных работ, связанная с повышенной массой металлоконструкций и необходимостью их транспортировки с помощью специальных устройств;
  • необходимость выполнения сложных инженерных расчетов, подтверждающих нагрузочную способность сооружаемых оснований на основе стальных профилей.

К недостаткам также относится подверженность металла воздействию коррозионных процессов, уменьшающих прочность конструкций. Однако с помощью специальных покрытий можно надежно защитить металл, и обеспечить долговечность металлоконструкций на протяжении всего периода эксплуатации здания.

Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны

Расчет перекрытия по металлическим балкам

Необходимо ответственно подходить к выполнению расчетов, приняв решение сделать пол или потолок на основе стальных профилей.

При этом необходимо учитывать комплекс факторов:

  • общий вес;
  • нагрузочную способность;
  • площадь формируемой поверхности;
  • расстояние между балками;
  • ширину пролета.

Выбор подходящего номера металлопроката, соответствующего высоте профиля, осуществляется с учетом воспринимаемой нагрузки.

Несущая способность составляет:

  • 0,075 т/м2 – для перекрытий чердачных помещений;
  • 0,150 т/м2 – для цокольной основы и межэтажных оснований.

С возрастанием ширины пролета увеличивается высота стальных балок:

  • прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
  • при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.

Зная площадь монолитной поверхности, несложно рассчитать потребность в бетоне. Для этого следует умножить площадь на высоту бетонного массива. Имея чертеж арматурной решетки можно вычислить потребность в стальных прутках для усиления основы. Все расчеты производятся на основании предварительно разработанной проектной документации или рабочего эскиза.

Однако есть у них и недостаток – они подвержены коррозии

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы

На подготовительном этапе выполните следующие мероприятия:

  1. Определитесь с материалом, который предполагается использовать для изготовления перекрытия помещения, а также изучите последовательность действий.
  2. Разработайте рабочий чертеж, предоставляющий полную информацию о конструктивных особенностях перекрытия и сортаментах применяемых материалов.
  3. Выполните расчеты, подтверждающие прочностные характеристики строительной конструкции и необходимый для длительной эксплуатации запас прочности.
  4. Рассчитайте потребность в строительных материалах, оцените объем расходов, а также подготовьте инструменты.
  5. Смонтируйте двутавровые балки, соблюдая интервал между опорными элементами, равный 1–2 м и проконтролируйте правильность установки с помощью уровня.
  6. Соберите по нижнему уровню двутавра щитовую разборную опалубку, используя ламинированную фанеру или строганные доски, обеспечьте отбортовку высотой 15–20 см.
  7. Закрепите деревянные брусья или стальные распорки для обеспечения неподвижности опалубочной конструкции, которая должна выдержать массу бетона.

При монтаже опор устанавливайте деревянные балки по одной штуке на каждый квадратный метр площади, а металлические элементы в 2 раза реже. Применение стоек телескопического типа существенно облегчит работы по фиксации опалубочной конструкции. Закончив подготовительные мероприятия, приступайте к основной работе.

Правильный расчет перекрытия по металлическим балкам очень важен

Монтируем перекрытие монолитное по металлическим балкам

Застройщиков привлекает цельная конструкция, изготовленная из бетона, усиленного арматурной решеткой.

После установки металлических балок, сооружения опалубки и обеспечения ее устойчивости производите работы по формированию монолитной плиты из железобетона по следующему алгоритму:

  1. Проверьте отсутствие щелей в деревянной опалубке и, если необходимо, загерметизируйте их.
  2. Соберите арматурный каркас, применяя металлические прутки с размером сечения 10–12 мм.
  3. Уложите каркас в опалубку, обеспечив постоянный интервал до поверхности будущей бетонной плиты 4–5 см.
  4. Залейте бетонную смесь в опалубку и тщательно уплотните бетонный массив с помощью вибратора.
  5. Не подвергайте твердеющий раствор нагрузкам на протяжении 4 недель и затем демонтируйте опалубку.

Обратите внимание на размер опорной поверхности по периметру плиты, который должен составлять более 150 мм.

Подводим итоги

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам обеспечивает повышенный запас прочности. Важно правильно выполнить расчет перекрытия по металлическим балкам и придерживаться технологических рекомендаций. Квалифицированный совет профессионалов поможет при выполнении работ.

Строительство домов

Если предстоит реконструкция, строительство загородного дома, дачи или бани, где предусмотрено деревянное перекрытие, то для работы подойдут двутавровые балки. Материал соответствует нормам СНиП и позволяет существенно сократить время постройки. Применение деревянных балок имеет ряд неоспоримых достоинств, что делает этот материал популярным среди застройщиков. Конструкция двутавра, основное предназначение, расчет и технология монтажа описаны в статье.

Деревянные двутавровые балки: конструкция и сфера применения

Двутавры из древесины активно используются в сфере строительства для устройства межэтажных перекрытий, в качестве несущей конструкции стропильной системы, кровельных и мансардных стеновых каркасов. В разрезе конструктивный материал имеет сечение в виде буквы «Н». Боковые полозья двутавра изготавливаются из сухого проклеенного бруса, перемычка выполняется из ОСБ (ориентированно-стружечной плиты). Согласно СНиП поперечная перемычка пропитывается огнеупорным, водоотталкивающим клеем.

Деревянная двутавровая балка – отличное решение для частного строительства, начиная от возведения каркасного дома и заканчивая деревянной постройкой из сруба. Этот конструктивный элемент – достойная альтернатива металлическим профилям, деревянным доскам и ЖБ плитам. К числу основных достоинств относятся:

  • высокая прочность и жесткость, позволяющая выдерживать большие нагрузки;
  • в отличие от традиционных пиломатериалов, балки не прогибаются и не вызывают скрипов пола;
  • благодаря относительно невысокому весу облегчается монтаж перекрытия – работу получится выполнить без привлечения спецтехники; выполнить межэтажное перекрытие из бетона своими руками очень сложно;
  • деревянные двутавровые балки перекрытия, в отличие от металлических, не подвергаются коррозии;
  • материал не рассыхается, не деформируется, не ссыхается и не подвергается усадке, кручению и вздутию;
  • в полках двутавра есть возможность проложить коммуникации;
  • использование деревянных балок в разных климатических условиях;
  • работы относительно «чистые» – нет такого количества грязи и пыли, как при заливке межэтажного перекрытия своими руками;
  • сокращение сроков строительства и экономия трудозатрат;
  • экологичность и длительный срок службы.
Читайте также:  Полки для кухонь как правильно писать

Достоинства стройматериала обуславливают популярность его применения:

  1. Каркасное строительство. Возведение несущих элементов, опор перекрытия дверных и оконных проемов, стропильной кровельной конструкции.
  2. Обустройство межэтажных перекрытий и чердаков. Особенно актуально при возведении газобетонных домов, мансардного помещения.
  3. Реконструкция здания. Деревянные двутавровые опоры применяются при реставрации, замене или укреплении конструктивных узлов постройки.

Виды и технические характеристики деревянных двутавров

Серии двутавровых балок из древесины подразделяются на несколько разновидностей. Классификация согласно СНиП:

  1. Серия БП. Балки для устройства перекрытий на пролетах до 9 м. Основные габариты элементов:
    • высота – 19-46 см;
    • боковые пояса – 4*9 см;
    • толщина ОСБ-перегородки – 12 мм;
    • длина балки – 12 м.
  2. Серия БС. Изделие используется для стропильной системы. К этой группе относятся балки двутавровые размерами:
    • ширина опоры – 19-41 см;
    • пояса по 4*6 см;
    • поперечная стойка – 9,5 мм;
    • длина – до 8,5 м.
  3. Серия СС. Двутавры применяются при строительстве домов согласно «канадской» технологии, выполняя функцию основной стойки при возведении внутренних перегородок и фасадной стены. Параметры выпускаемой продукции:
    • высота балки – 13-25 см;
    • ширина пояса – 4-4,5 см;
    • габариты стойки и длина соответствуют моделям серии БС.

Номенклатурный ряд деревянных двутавров включает ряд позиций:

  • БДК – клееные балки для возведения конструкций с небольшими пролетами;
  • БДКУ/БДКУ-Л – широкие ребра жесткости, обеспечивающие высокую прочность;
  • СДКУ/СДКУ-Л – сооружение стенового каркаса;
  • БДКШ/БДКШ-Л – для возведения конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам; оптимально для строительства построек коммерческого назначения;
  • СДКШ, СДКШ-Л – широкие ребра жесткости позволяют использовать балки при сооружении стеновых панелей.

Двутавровое сечение выступает усилителем конструкции – прочность перемычки многократно возрастает. По техническим показателям материал стоит в одном ряду с ЖБ и бетонными перекрытиями.

Сравнительная характеристика основных параметров деревянного двутавра, брусьев, металлической и монолитной железобетонной опоры отображена в таблице. Показатели рассчитаны для площади в 200 кв.м.

Требования к межэтажным перекрытиям

Обустройство перекрытия межэтажного руками выполняется с учетом постоянных и переменных нагрузок. Помимо своего веса, балки должны удерживать мебель, технику и людей. Кроме того, обязательно закладывается запас прочности – его величина зависит от назначения постройки, этажности дома, материала стен и прочих факторов.

Важно! При расчете обязательно надо брать во внимание индивидуальные особенности помещения. Например, облицовка натуральным камнем, размещение тяжелых тренажеров или установка объемного аквариума, существенно увеличивают нагрузку на перекрытия.

Для уменьшения нагрузки на площадь балки, их рекомендуется равномерно располагать перпендикулярно длинным стенам.

Принцип устройства перекрытия зависит от его предназначения:

  1. Цокольное помещение. Главное требование – высокая прочность. Двутавровые балки выступают основанием пола, поэтому обязаны выдерживать существенную нагрузку. При устройстве цокольного помещения или подземного гаража расстояние между двутаврами необходимо сократить.
  2. Чердачное перекрытие. Возможно независимое или «встраиваемое» в стропильную систему размещение. Первый способ повышает звукоизоляцию помещения. Кроме того, «независимый» монтаж позволяет при необходимости ремонтировать перекрытие.
  3. Межэтажная конструкция. С одной стороны балки являются опорным конструктивом для потолка, а с другой выступают напольными лагами. Межэтажный «пирог» заполняется звуко- и теплоизолятором с применением пароизоляционной прослойки.

Расчет предполагаемых нагрузок

Расчет деревянного перекрытия желательно доверить профессионалам. Грамотно произведенные вычисления и подбор материалов гарантируют качественный монтаж и безопасную эксплуатацию. Для определения типа опоры, его сечения и шага установки надо рассчитать суммарную нагрузку на перекрытие с учетом удельной массы самого перекрытия и переменных нагрузок.

Предварительно следует подготовить схему межэтажного перекрытия, отобразив на ней количество и частоту размещения деревянных балок, разновидность гидро- и пароизоляции.

Масса каждого составляющего рассчитывается как произведение объема материала и его плотности. Объем определяется исходя из площади перекрытия, а значение плотности берется из справочника.

Плотность строительных материалов и отделки

Важно! Вес межкомнатных перегородок и стен, опирающихся на перекрытие, рассчитывается как стабильная нагрузка. Номинальный удельный вес конструктивных элементов – 50 кг/кв.м.

Переменная нагрузка (вес людей, предметов мебели, животных и т.д.) согласно СНиП для жилых зданий составляет 150 кг/кв.м. Суммарная нагрузка определяется исходя из коэффициента надежности:

  • 1,2 – если постоянная и переменная масса в пределах 200 кг/кв.м.;
  • 1,3 – если сумма расчетных нагрузок свыше 200 кг/кв.м.

Исходя из полученного значения и рекомендуемых предельных нагрузок на деревянные двутавры, подбирается оптимальный тип опоры и расстояние между балками.

Технология монтажа межэтажного перекрытия

Варианты крепления балок

Деревянное межэтажное перекрытие руками обустраивается одним из следующих способов:

  1. Фиксация в несущей конструкции. Балка вмуровывается на глубину 15-20 см. Торцы деревянной опоры спиливаются под углом 60°, зачищаются и покрываются водоотталкивающим слоем, например, рубероидом. В стене размещается утеплитель и оставляется зазор в 2-2,5 см для обеспечения нормального воздухообмена.
  2. Подвесной метод применяется, как правило, при возведении межэтажного перекрытия деревянного дома своими руками. Фиксация балок осуществляется посредством металлических крепежей, уголков и кронштейнов. При таком монтаже поддерживающие конструкции принимают на себя вес балка двутавровой и остальные нагрузки.

Важно! Крайние балки перекрытия не должны размещаться впритык к параллельной стенке. Минимально допустимое расстояние – 10 см. Нельзя устанавливать балку возле дымохода.

«Пирог» межэтажного перекрытия из деревянных балок

Устройство перекрытия по деревянным двутаврам осуществляется по следующей схеме:

  1. Сверху балок зафиксировать потолочное покрытие. В качестве чернового пола может использоваться: фанера, ДСП, доски или другой материал.
  2. Уложить пароизоляционную пленку. Материал желательно прикрепить к двутаврам скобами, чтоб он не сместился в процессе работы.
  3. В пространство между двутаврами уложить теплоизоляционный материал (минеральную вату). Важно проконтролировать, чтоб утеплитель плотно примыкал к деревянным элементам.

Стоит помнить, что перекрытие со стороны нижнего этажа будет потолком, а со стороны верхнего – полом. Верх обшивают напольным покрытием – ламинатом, шпунтованной доской. Подойдет укладка ковролина или линолеума. Для отделки потолка используют гипсокартон, деревянные ламели, вагонку, пластиковые панели или подвесные системы.

Использование деревянных балок перекрытия по ГОСТу и СНиП

Применение деревянных двутавров в строительстве регулируется государственными стандартами и нормативами. Перед работой необходимо ознакомится с основными документами:

  • СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»;
  • СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»;
  • ГОСТ 8486-86Е «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия»;
  • СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания»;
  • ГОСТ 30244-94 «Материалы и изделия строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции».

Изготовление деревянных двутавров своими руками

Для создания двутавровой балки понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • циркулярная пила;
  • шлифмашинка;
  • хомуты и швеллера;
  • рулетка, клей для деревянных изделий;
  • клееный брус и ОСП.

Порядок изготовления балок:

  1. Клееный брус раскроить на равные детали и выпилить в них пазы нужной глубины. Это будет основание балки.
  2. Подготовить ребро жесткости. На этом элементе не должно быть неровностей, все дефекты надо зашкурить.
  3. Зафиксировать перемычку из ОСП в пазах брусьев, используя специальный клей.
  4. Оставить балку до полного высыхания клеевого состава.

Применение двутавровых балок в перекрытиях

Стальной двутавр – вид фасонного проката с поперечным сечением Н-образной формы, часто применяемый в качестве несущих балок под перекрытия в зданиях из монолитного бетона, кирпича, блоков и панелей. Для эксплуатации в стандартных условиях используют прокат, произведенный из углеродистой стали типа Ст3, для строительства в холодных регионах – из низколегированной типа 09Г2С.

Преимущества и недостатки использования двутавровой балки при устройстве перекрытий

Использование двутавра в качестве несущей балки под перекрытие обеспечивает следующие преимущества:

  • сочетание высокой несущей способности и меньшей массы погонного метра, по сравнению с массой полнотелого проката с квадратным или прямоугольным профилем;
  • длительный эксплуатационный период при условии антикоррозионной обработки;
  • ассортимент типоразмеров, позволяющий выбрать подходящий вариант для каждого случая.

Минусы устройства перекрытий с использованием металлического двутавра – это трудоемкость работ по монтажу металлоизделий, необходимость в сложных инженерных расчетах для определения оптимального номера профиля, коррозионное разрушение при отсутствии надежного антикоррозионного покрытия. С увеличением длины пролета несущая способность этих металлоизделий существенно снижается.

Виды двутавра по сечению и способу производства

Выпускаются двутавровые балки, изготовленные горячей прокаткой или сваркой. Горячекатаные изделия изготавливают с уклоном внутренних граней полок (ГОСТ 8239-89) и с параллельными внутренними гранями полок (ГОСТ 26020-83 или СТО АСЧМ 20-93).

Горячекатаный с уклоном внутренних граней

Этот вид металлопродукции считается классическим вариантом для использования в строительстве. Уклон граней составляет 6-12%. В маркировке продукции указывается ее номер, равный высоте стенки в сантиметрах.

С параллельными гранями полок

В обозначении этой металлопродукции указывается номер и тип профиля, а также цифра от 1 до 5. Чем больше последняя цифра, тем массивней номер.

Виды профиля:

  • Нормальный, обозначается буквой «Б».
  • Широкополочный, «Ш». Для него характерна увеличенная ширина полок.
  • Колонный, «К». Это самый массивный вид этого фасонного проката. Используется в основном при сооружении колонн.
Читайте также:  Нужно ли грунтовать стяжку перед укладкой ламината

Сварной

Этот вид в определенных случаях является экономически более рациональным вариантом, по сравнению с горячекатаной продукцией. В зависимости от инженерной задачи, такое металлоизделие изготавливается с переменным сечением, из двух или более марок стали, с вырезами и окнами, снижающими массу погонного метра. Сварная двутавровая балка может иметь полки разной толщины и ширины, усиливаться ребрами жесткости. Использование сварной металлопродукции, часто изготавливаемой в соответствии с индивидуальными чертежами и расчетами, позволяет реализовывать самые сложные архитектурные проекты.

Особенности расчета двутавровой балки для устройства перекрытий

Применение проката Н-образного профиля для усиления перекрытий требует проведения инженерных расчетов. В простых случаях это можно сделать самостоятельно с помощью онлайн-калькулятора.

При определении требуемого номера и типа профиля двутавра, предназначенного для усиления перекрытий, потребуются следующие исходные данные.

Длина пролета

Расстояние между стенами с учетом их толщины.

Схема опирания двутавровой балки и распределения нагрузок

Для удобства проведения расчетов создано несколько типовых схем крепления балки и сосредоточения нагрузок, основные из них:

  • две опоры и равномерно распределенные силы;
  • две опоры, одна или две сосредоточенные силы;
  • консоль с одной сосредоточенной силой или равномерно распределенными силами.

Действующие нагрузки

Все усилия, действующие на двутавр, на котором монтируется плита перекрытия, разделяют на следующие группы:

  • Постоянные.К ним относится сумма масс двутаврового профиля и перекрытия на 1м2. В упрощенном варианте эта величина равна 500 кг/м2 для бетонного перекрытия с цементно-песчаной стяжкой.
  • Временные.Складываются из полезных (определяются назначением объекта), кратковременных (например, снеговых), особых (в стандартных эксплуатационных условиях в расчет не принимаются).

Все нагрузки, действующие на перекрытия с двутавровыми металлическими балками, разделяют на нормативные, установленные СНиПами, и расчетные. Расчетные усилия равны нормативным, умноженным на коэффициент надежности. Этот коэффициент учитывает погрешности, допущенные при производстве металлопродукции и монтаже. Для металлоконструкций, изготавливаемых в производственных условиях, коэффициент запаса равен 1,1, на стройплощадке – 1,3.

После введения в онлайн-калькулятор всех данных и проведения расчетов выдается несколько вариантов профиля по типу и размеру. Для уверенности в прочности и долговечности строительной конструкции выбирают балку с наиболее массивным профилем из предложенных вариантов.

В сложных случаях – при большой длине пролетов, значительных нагрузках, в присутствии особых нагрузок (например, при строительстве в регионах с высокой сейсмической активностью) – требуется проведение подробных инженерных расчетов с привлечением специалистов.

Двутавровые балки перекрытия – все про «Н»-образный прокат

Двутавровые балки перекрытия с каждым годом обретают все большую популярность благодаря своим неоспоримым достоинствам. Познакомимся с их видами, производством и уделим внимание особенностям расчета элементов.

1 Первое знакомство с двутавром

Что собой представляет двутавр? Это профиль, сечение которого по форме напоминает букву “Н”. Такое решение самым благоприятным образом отразилось на характеристиках изделия. Например, если сравнивать двутавр со стандартными конструкциями квадратного сечения, то его жесткость и прочность выше в 30 и 7 раз соответственно. Наиболее распространенными считаются металлические изделия, однако такие конструкции также изготавливают и из дерева.

Этот профиль очень часто используется при монтаже перекрытия и возведении мостовых сооружений. Кроме того, встретить двутавровые балки можно в автомобильной промышленности, вагоностроении, еще они незаменимы, если речь идет об армировании шахтных стволов. Основными характеристиками этого вида металлопроката считают высоту самого двутавра, ширину, среднюю толщину, а также радиус закругления полок. Еще учитывается и радиус внутреннего закругления. Все эти показатели и определяют дальнейшее применение элемента. Например, для поверхностных путей используют балки серии М с уклоном внутренних граней полок равным 12°. Если речь идет о прокате серии С, применяемом для армирования шахтных стволов, то этот параметр увеличивается и составляет 16°.

2 Особенности классификации и маркировки

Внутренние грани полок двутавра могут располагаться параллельно либо с уклоном. В зависимости от условий применения и соотношения размеров прокат делится на следующие типы. Нормальные, широкополочные и колонные элементы обозначаются символами “Б”, “Ш” и “К” соответственно. Если в маркировке обнаружите букву “Д”, то речь идет о профиле дополнительной серии. Еще широкополочные и нормальные двутавры могут обозначаться сочетанием символов “ДШ” и “ДБ”.

Кроме того, такие конструкции делятся на сварные и горячекатаные. Первые получают путем сваривания стенки и поясов. А вот вторые изготавливают на специальных прокатных станах. Если горячекатаные изделия имеют одинаковые размеры по всей длине, а также полностью состоят из одного и того же металла, то со сварными элементами можно экспериментировать. Их пояса могут состоять из листового или профильного проката, гнутого профиля либо швеллера. При этом характеристики и свойства поясов одного и того же двутавра иногда отличаются, так как состоят из различного металла. Существуют изделия переменного сечения. Это дает возможность более рационально использовать металл и упрочнить конструкцию в местах повышенной эксплуатации.

3 Достоинства и недостатки такого металлопроката

В этом пункте суммируем все плюсы, которыми обладают двутавровые балки. Прежде всего стоит отметить их отменные прочностные характеристики, благодаря которым этот материал можно использовать даже в качестве перекрытия очень длинных пролетов. При этом монтаж элементов не составит огромного труда, да и при необходимости вы всегда сможете обработать поверхность. Такой прокат не подвержен ни деформации, ни усадке. Его по праву можно назвать универсальным, ведь такая балка встречается как в конструкции потолка, так и стен.

Еще достоинства и недостатки элементов во многом зависят от их вида. Например, горячекатаные конструкции монолитные, и нет необходимости применять дополнительную арматуру, даже если речь идет об очень сильных нагрузках. К тому же они более просты в изготовлении и экономичны. Сварной профиль имеет дополнительные ребра жесткости, благодаря которым можно снизить толщину стенок и соответственно себестоимость изделия. Плюс такие элементы изготавливают по индивидуальным заказам, и их размеры устанавливает клиент. Это позволяет минимизировать отходы во время строительства. Также по требованию заказчика конструкция может быть усеченной, равно- либо неравнополочной, иметь перфорацию, фланцевые соединения.

А вот к минусам монолитного проката стоит отнести высокую емкость металла, вызванную утолщением стенок, а также вес и размеры конструкции. Дело в том, что такие двутавровые балки изготавливаются только в соответствии с ГОСТом, а значит, их параметры, в том числе и длина, должны полностью соответствовать размерам, указанным в документации. Поэтому очень часто мы вынуждены самостоятельно резать элемент, а излишки приходится списывать в отходы, что нерационально. Недостатками сварных изделий можно назвать необходимость использования дополнительной арматуры для создания ребер жесткости, что увеличивает трудозатраты.

4 Правила калькуляции двутавров

Как видно, выбор двутавровых конструкций довольно большой, но чтобы использование этого элемента было рационально и конструкция получилась надежной, следует правильно подобрать профиль. В этом пункте мы рассмотрим, как найти подходящий двутавр. Если планируете использовать изделие для перекрытия, необходимо знать такие параметры, как расстояние между стенами и максимальную нагрузку, которая будет приходиться на будущую конструкцию. Далее провести расчет можно с помощью специальных онлайн-калькуляторов либо вычислить параметры самостоятельно.

Заглянув в ГОСТ, вы найдете таблицы, в которых указаны обозначения, размеры, площадь сечения профиля и линейная плотность материала. Также существуют таблицы, где оговаривается масса одного метра изделия. Чтобы узнать вес всего элемента, необходимо умножить массу его метра на длину. А вот для расчета несущей способности двутавровой конструкции нужно уточнить и ширину полок. Причем этот параметр должен соответствовать и сечению несущей колонны. Например, если это квадрат со стороной 510 мм, тогда необходимо подобрать профиль шириной не более 460 мм. Это обусловлено тем, что двутавр нужно будет приваривать и требуется оставить запас для сварочных швов.

Для расчета нагрузки следует сначала узнать нормативное воздействие (нагрузка, приходящаяся на 1 м профиля). Затем это значение умножаем на коэффициент прочности по нагрузке и полученный результат суммируем с массой изделия. Таким образом, мы вычисляем момент сопротивления, а там дело за малым, осталось только подобрать из сортамента нужный профиль.

При этом следует учитывать, что металлическая конструкция может использовать максимум 80% от допустимого прогиба.

Современные технологии значительно упрощают нашу жизнь и если нет никакого желания самостоятельно заниматься расчетами и подбирать нужный вариант по справочникам, то можно воспользоваться онлайн-калькулятором. С ним работать очень просто, необходимо всего-то заполнить пустые поля и программа выдаст оптимальные варианты. Нужно указать конструкцию, в которой будет использоваться двутавровая балка, например, она необходима для перекрытия. Затем уточняете максимальный пролет и шаг установки профиля. Шагом называется расстояние между двумя элементами, расположенными параллельно друг к другу. Рекомендуемая величина составляет 1 м, но в некоторых случаях можно увеличить его до 1,2 м. Также необходимо знать расчетную нагрузку, приходящуюся на квадрат и угол наклона стропил. Теперь вы знаете, какой именно элемент лучше всего подойдет для конкретного перекрытия.

5 Усиление своими руками – делаем безопасно

Безусловно, лучше всего подобрать двутавр с нужной несущей способностью и использовать его, но иногда такой возможности нет и необходимо усилить конструкцию самостоятельно. Этому вопросу мы и уделим внимание. Стоит отметить, что усиление различных узлов происходит неодинаково.

Если на элемент перекрытия приходятся нагрузки на сжатие, растяжение либо изгиб, то необходимо увеличить сечение изделия. Сделать это можно, приварив дополнительные детали к профилю. Однако действовать нужно обдуманно и руководствоваться размерами двутавра, а также направлением сварочных работ. Дело в том, что во время этой операции металл нагревается, и несущая способность элементов может, напротив, снизиться. Для продольных швов максимально возможное понижение этой характеристики не превышает 15%. А вот если речь о поперечном направлении, то несущая способность может снизиться на целых 40%. Так что накладывать швы в поперечном направлении нельзя.

Деревянные двутавровые балки для перекрытий: в чем их особенность и удобство использования?

Интересно, что у слов «кентавр» и «двутавр» один из корней общий: др.-греч. ταύρος — «бык». Первое из них означает «охотник на быка», а второе, соответственно, можно перевести как «пара быков». И это вполне увязывается с темой нашего разговора, ведь для такого силового элемента в конструкции перекрытия, как несущая балка, крепость и выносливость двутавра только приветствуются

Читайте также:  Как правильно настелить линолеум на деревянный пол

Двутавровые балки разной высоты

Для строительства перекрытий современная канадская технология предлагает вместо балок из массивной или клееной древесины использовать двутавровые балки (в виде двух сращенных букв «Т»), состоящие из деревянных полок — верхней и нижней — и соединяющей их стенки, изготовленной из ориентированно-стружечной плиты (ОСП). В отличие от цельных изделий, принимающих на себя одновременно и нагрузку на изгиб, и нагрузку на растяжение, у такой балки эти усилия оказываются распределены на разные элементы конструкции, что и придает ей повышенную прочность и надежность. По жесткости деревянный двутавр в десятки раз превосходит брусья из массива с аналогичной площадью сечения.

Двутавровые балки отличаются стабильностью (их не «ведет», как обычный брус, при колебаниях температуры и влажности), они не прогибаются, а значит, устроенные по ним полы не будут «гулять» и скрипеть под ногами, передавая ударный шум в расположенное ниже помещение, а также не меняют своих физико-технических характеристик с течением времени. Кроме того, сама конструкция балок, а точнее, их профиль упрощает процесс создания утепляющего контура в «пироге» пола, для чего может быть использована не только плитная, но и засыпаемая (задуваемая) теплоизоляция — эковата.

Сферой применения двутавра могут быть не только перекрытия с длиной прогона до 12–14 м, но и стеновые каркасы, стропильные системы, опалубка, для чего выпускаются специализированные серии материала

Двутавровые балки легкие, поэтому для работы не требуется специальная техника

Изделия имеют небольшой вес — в среднем от 4–5 кг/пог. м, поэтому не требуют применения подъемной техники для монтажа и идеально подходят для реконструкции старых зданий. По той же причине они не оказывают серьезного давления на фундамент, что позволяет ощутимо сэкономить на нем при строительстве или обойтись без усиления уже существующего основания.

Еще одно весомое преимущество двутавровых балок — доступная цена. Продукция отечественного производства, изготовленная из качественного сырья на высокотехнологичном оборудовании, стоит порядка 300–550 руб./пог. м. Разумеется, перекрытие из досок обойдется дешевле, но установка в этом случае дополнительных опорных стоек, а также устранение почти неизбежных дефектов конструкции (самый распространенный из них — деформация обшивки пола и потолка из-за прогиба несущих элементов) в результате сведут такую экономию к нулю.

Чтобы не приобрести материал, изготовленный полукустарным способом, убедитесь в наличии у производителя сертификата качества на продукцию, а также попросите предоставить вам результаты технических испытаний ее образцов (отсутствие соответствующих протоколов — серьезный повод отказаться от покупки)

Материалы изготовления, параметры

При изготовлении деревянного двутавра российские производители руководствуются правилами и стандартами, определяющими требования к опорным конструкциям из древесины, а также к качеству и свойствам применяемых для этого пиломатериалов: ГОСТ 8486, 30244-94, 29850, 19414-90, 4981-87, СНиП II-25-80 и 2.08.01-89. Базовой же документацией на сегодняшний день являются технические условия, разработанные на основе оригинальной канадской технологии: ТУ 5366-001-49828710-2001 «Балки перекрытий и покрытий и стойки стен деревянные» и ТУ 5366-002-96226217-2008 «Двутавровые деревянные балки и стойки».

Производство двутавровых балок

Полки двутавра могут быть изготовлены как из массива хвойных пород (ель, сосна, лиственница), так и из клееного или LVL-бруса. Если это цельная древесина, то она должна пройти камерную сушку и иметь влажность 13–16%. Стандартный размер брусков (Ш × В): 64/89 × 38 мм (усиленные широкополочные балки серий БДКУ и БДКШ) и 38 × 64 мм (серия БДК для укороченных пролетов и устройства контура обвязки).

Стенку, соединяющую две полки, делают из 10-миллиметровых плит ОСП-3. Обратите внимание: если с этой целью производитель использует березовую фанеру или клееный брус, их расчетные толщины должны обеспечивать необходимые прочностные показатели.

Для сопряжения деталей в полках фрезеруют конусообразные канавки глубиной 12–13 мм, наносят клей и «вклинивают» в них края перегородки, получая плотное замковое соединение типа «паз-гребень». Согласно технологии склейку выполняют водо- и термостойким меламиновым или феноло-резорцино-формальдегидным составом высокой прочности, до полного высыхания которого конструкцию держат под обжимом. Для дополнительной механической фиксации детали сшивают шпильками с помощью пневмоинструмента.

Высота готовых опор составляет 241–457 мм. Допустимые погрешности в геометрии изделий ± 2 мм, отклонения фактической массы от номинальной ±10%.

Необходимый шаг установки балок подбирают в зависимости от их параметров, длины перекрываемого пролета и расчетных нагрузок.

Для предохранения от порчи и повышения огнестойкости древесина должна быть обработана огнебиозащитными препаратами, и некоторые производители опционно предлагают выполнить такую пропитку в заводских условиях. Это добавит к стоимости материала порядка 15 руб./пог. м

Наряду с деревянным двутавром, существует и такой вариант опор для перекрытий, как HTS-балки, схожие с ним по физико-механическим характеристикам и по конструкции. Они также имеют двутавровое сечение, а их верхняя и нижняя полки изготовлены из деревянных брусков. Отличие в том, что соединяющая эти бруски стенка представляет собой не плиту ОСП, а непрерывный лист легированной оцинкованной стали толщиной 0,5 мм с полимерным покрытием. Притом лист обладает волнистым профилем — это обеспечивает ему дополнительные ребра жесткости для увеличения несущей способности и достижения стабильности размеров балки.

В краях стенки выштамповывают крепежные зубья S-образной формы и запрессовывают их в древесину на глубину 20 мм. Чтобы повысить прочность опоры и ее сопротивление изгибу, между брусками могут устанавливать две стальные стенки, расположенные на расстоянии 15–20 мм. Высота деревянно-металлических балок — 180–490 мм, длина — до 24 м. Масса 7–27 кг/пог. м.

Особенности монтажа

Из деревянного двутавра можно делать перекрытия как в зданиях из кирпича, блочного и монолитного бетона, так и в бревенчатых, брусовых и каркасных постройках.

Опирание двутавровых балок на фундамент

При возведении каркасного дома целесообразно заказывать полный стройкомплект, в котором уже предусмотрены все конструкционные связи перекрытий с нижней обвязкой, стеновыми стойками и карнизным свесом.

В каменных и деревянных домах используют два основных вида поперечного соединения балок со стенами — опорное или с помощью монтажных кронштейнов. В первом случае балки могут быть сплошными; сращенными, со связью из блока-перемычки в месте опирания на стену; а также заделанными торцевой частью в толщу кладки, сруба или бетона (минимум на 100 мм, если стена наружная, и на 50 мм — если внутренняя; торцы балок при этом обязательно обрабатывают антисептиком).

Кронштейны подбираются отдельно для каждого типа двутавра и позволяют установить его не только строго перпендикулярно, но и под нужным углом к несущей конструкции. Выбор крепежных изделий (гвозди, саморезы) зависит от стенового материала.

Способы опирания балок на стену

В кирпичных и блочных постройках пустоты вокруг балок заполняют кладочным раствором, в стенах из бруса или бревна прокладывают утеплителем (применять с этой целью монтажную пену нельзя), а в бетонных — замоноличивают, используя двутавровые балки обвязки в качестве внешней опалубки.

Балки нижнего перекрытия крепят торцами к непрерывной окантовочной балке, установленной поверх бруса обвязки. Последний укладывают на верхнюю плоскость ленточного фундамента либо на специально отлитую в нем полку-уступ.

О том, как настелить полы по деревянным балкам, читайте в статье «Безупречный черновик».

Для сращивания двутавра применяют накладки из фанеры или ОСП, которые крепят на стык балок. Такие же накладки, а также специальные блоки-вставки (играют роль прослойки между стенками в сдвоенных балках) служат для усиления наиболее ответственных узлов конструкции: угловых и торцевых соединений, консольных выносов и т. п.

Скрытая прокладка инженерных систем

Прокладка воздуховода в двутавровых балках

Весьма важное преимущество двутавра — удобство проведения в перекрытии коммуникаций: водяных и вентиляционных труб, кабелей и т. п., для чего в стенках балок достаточно проделать отверстия нужной формы. Наносить разметку и высверливать проходы следует еще «на земле», до укладки перекрытия. Основная задача при этом — не допустить ослабления конструкции, и потому производители разрабатывают специальные руководства, где, исходя из значений предполагаемых нагрузок, длины пролета и типа балок, указывают возможные размеры, форму и места расположения технологических отверстий. Некоторые общие правила гласят:

— круглые пропилы диаметром до 38 мм могут находиться в любом месте стенки, но только не над узлом опирания балки на несущие конструкции;

— промежуток между круглыми отверстиями должен быть равен минимум 2,5 диаметрам большего из них, а между прямоугольными — составлять не меньше их пятикратной ширины;

— длинная сторона прямоугольного отверстия не может превышать его высоту более чем в 1,5 раза;

— отверстия любой формы должны быть отцентрованы, а между их краями и полками балки — выдержаны зазоры не менее 6,5 мм.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
"
×
×
" Adblock
detector