Двутавровые деревянные балки своими руками

В строительстве зачастую требуется не столько создать довольно прочную опору для конструкций, сколько скрепить последнюю и сделать ее более жесткой. Для этого нередко применяют балочную конструкцию с сечением в форме буквы «H». Такие изделия выполняются из металла, дерева и железобетона. Деревянная двутавровая балка для перекрытий применяется при сооружении цокольных межэтажных чердачных перекрытий в деревянных и кирпичных домах. Изготовить ее можно своими руками.

Что такое двутавр

Двутавр – стандартный конструктивный элемент, в сечении напоминающий букву «Н». Столь необычная форма является результатом длительных инженерных экспериментов, направленных на получение опорной балки, способной выдерживать очень высокие нагрузки, но не столь массивной и дорогостоящей, как цельнометаллическое изделие.

Двутавровая балка в 7 раз прочнее и в 30 раз жестче, чем цельный металлический профиль квадратного сечения такого же размера. Но при этом металла для нее требуется намного меньше. То же самое относится и к деревянным конструкциям. На фото представлена двутавровая деревянная балка.

Оптимальной формой для балки является прямоугольное сечение. При укладке длинную сторону размещают вертикально, а короткую горизонтально, так как для увеличения прочности важнее увеличение высоты, а не ширины. На этом наблюдении и основана форма двутавра. Более широкие элементы в нижней и верхней части создают достаточную опору – ширину, а должную высоту обеспечивает средний элемент, который при большой высоте можно сделать максимально тонким.

Производство деревянной двутавровой балки – процесс довольно сложный, поэтому такое изделие на рынке встречается редко. В то же время в частном строительстве деревянный двутавр является прекрасной альтернативой железобетонным конструкциям, так как намного легче и проще в монтаже.

Виды деревянных двутавровых балок

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

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

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

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

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

Плюсы и минусы двутавровых балок из дерева

Главное достоинство изделия – сочетание небольшое веса с прочностью. Эта комбинация обеспечивает преимущества использования двутавровых балок для перекрытий:

1. Вес деревянной конструкции длиной до 6 м составляет всего 8 кг. Монтаж такой балки не требует специального оборудования и не занимает много времени, а это сокращает расходы на строительство.
2. Малый вес полученного перекрытия не создает большой нагрузки на фундамент и стены, что тоже снижает расходы.
3. К плюсам относится и простота транспортировки. Перевозка двутавровой деревянной балки обойдется намного дешевле.
4. При легкости материала он обладает высокой прочностью и используется для перекрытия с прогонами до 6 до 12 м. Использовать промежуточные элементы нет нужды.
5. Конструкция двутавра позволяет использовать деревянную балку как своего рода нишу при прокладке коммуникаций.
6. Дерево обладает низкой теплопроводностью, что исключает создание холодовых мостиков и позволяет экономить на отоплении дома.
7. Двутавровые конструкции из дерева сохраняют геометрическую форму и свойства на протяжении всего срока эксплуатации. Но только в том случае, если для их изготовления использовался качественный материал.
8. Выпускаются деревянные двутавры для перекрытий в очень широком ассортименте, что позволяет расширить область применения.

Недостатки у конструкций следующие:

• велик риск приобрести некачественные изделия, невысушенная древесина деформируется, «садится», что приводит к перекосам перекрытия;
• древесину пропитывают антипиренами, однако это не делает материал пожаростойким.

Деревянные двутавры не рекомендуется использовать в случаях, когда нужно выполнить частую обрешетку или когда каркасная конструкция нуждается в усилении большим числом опорных элементов. В этом случае экономия на стоимости материала будет ничтожной.

Характеристики деревянных двутавровых балок

Технические характеристики двутавра для перекрытий обеспечиваются материалом изготовления и формой. Сочетание дерева и стружечной плиты исключает такие недостатки древесины как склонность к усадке, но при этом обеспечивает прочность, превышающую жесткость и прочность цельного бруса такого же размера.

Конструкционные особенности изделий следующие:

1. Перегородки двутавровой балки выполняются из многослойной фанеры. Этот материал стоек к влаге и температурным воздействиям. Кроме этого, он же обеспечивает неизменную высоту балки, так как при изготовлении фанеры ее составляющие наклеивают так, чтобы волокна были перпендикулярны друг другу. Толщина перегородки варьируется от 24 до 27 мм.
2. Полки балки выполняют из древесины, обработанной антисептическими пропитками. Это гарантирует неподверженность гниению и грибкам.
3. Перегородка устанавливается в пазы, сделанные в полках. Такое крепление обеспечивает механическую прочность основания.
4. Все детали склеивают клеем – водостойким и термостойким. Деревянные двутавровые балки перекрытий очень долговечны, так как нечувствительны к высокой влажности или нагреву.
5. Готовую деревянную балку обрабатывают водоотталкивающей краской, чтобы увеличить ее стойкость к действию воды.

Размеры деревянных двутавровых балок

Размеры и вес деревянной двутавровой балки регламентируются ГОСТ 30244-94 и 8486-86Е, а также некоторыми нормативами СНиП. К нормируемым показателям относится высота изделия, толщина и ширина полки и толщина перегородки;

• высота деревянной двутавровой балки варьируется от 117,6 до 1013 мм;
• ширина полки находится в диапазоне 64-320 мм;
• толщина стенки варьируется от 3,8 до 19,5 мм;
• вес изделия колеблется от 8,7 до 314,5 кг.

Расчет нагрузки на деревянные двутавровые балки

Определять сечение двутавровой балки для перекрытия приблизительно недопустимо. Рекомендуется для расчетов обратиться к специалисту. Полагаться на готовую документацию не следует: она включает множество поправок и обновлений, которые далеко не всегда имеются в свободном доступе.

Рассчитать самостоятельно габариты разрешается только в том случае, когда речь идет, например, о деревянной двутавровой балке для опалубки или перекрытия подсобного помещения, причем небольшой площади. В этих случаях риск обрушения и деформации невелик.

При этом нужно выполнять следующие рекомендации:

• если речь идет о нежилом чердаке, то постоянную нагрузку определяют в пределах 50 кг/кв. м, а эксплуатационную – в пределах 90 кг/кв, отсюда общая нагрузка на перекрытие составляет порядка 130 кг/кв. м, а учитывая необходимый запас прочности, ее увеличивают до 150 кг/кв. м;
• если чердак будет часто использоваться, например, в качестве мастерской, то эксплуатационная нагрузка перекрытия возрастает до 195 кг/кв. м, а общая достигает 245 кг/кв. м, с учетом запаса прочности – до 250 кг/кв. м;
• если чердак преобразуется в мансарду, это предполагает больший вес пола и перегородок за счет отделки, кроме этого, в жилой комнате появляется мебель, соответственно, суммарная нагрузка увеличивается до 300 кг/кв. м;
• если речь идет о межэтажном перекрытии, нагрузку для него считают максимальную – не менее 420 кг/кв. м.

Затем следует определить длину балки для перекрытия и необходимую частоту расположения. Как правило, для межэтажного перекрытия или чердачного показатель составляет 50 см. В таблице подбора сечения двутавровой балки находят величину пролета и выбирают изделие допустимого сечения.

Как сделать двутавровую деревянную балку своими руками

Деревянные двутавровые балки можно сделать своими руками. Материалы для изготовления вполне доступны: брус хвойных пород, фанера или плита OSB толщиной в 24–27 мм, а также казеиновый или полиуретановый клей. Из инструментов понадобится циркулярная пила, измерительные инструменты, хомуты и швеллер. В идеале следует использовать гидравлический пресс, но если его нет, то его и заменяет швеллер.

1. Выбирают сухой брус, обрабатывают антисептиком. Размечают пазы с максимальной точностью.
   
2. По разметке с помощью пилы или даже на фрезерном станке делают углубление. Ширина и глубина паза составляет около 10%. Паз должен выполняться точно по осевой линии.
   
3. Перед сборкой двутавровой деревянной балки своими руками из досок кромки плиты или фанеры обтесывают с тем, чтобы обеспечить максимально плотное соединение. Паз промазывают выбранным клеем. Затем вставляют в него перегородку и выполняют прессовку на гидравлическом прессе. Вместо последнего можно использовать хомуты и швеллер. Изделие удерживают под прессом до полного высыхания клея.
   

Монтаж двутавровой деревянной балки

Перед монтажом изделие обрабатывают антипиренами и антисептиком. Для установки двутавра в перекрытиях подсобных построек особым умением обладать не нужно. Если же предполагается строительство деревянного здания в несколько этажей, лучше обратиться к специалистам.

Монтаж двутавровых балок имеет некоторые особенности:

• для заведения балки в стену в ней нужно сделать отверстия – в деревянных или бревенчатых стенах их вырубают, в кирпичных или бетонных во время кладки образуют специальные ниши для них;
• ниши выстилают рубероидом, чтобы обеспечить гидроизоляцию, балку при укладке в гнездо обмазывают любым водоотталкивающим составом – битумной мастикой, например;
• опорные концы балки для перекрытий должны составлять не менее 150 мм, это нужно учитывать при вычислении длины изделия;
• монтаж начинают от края одной стены, лишь затем закрепляют промежуточные двутавры;
• важно добиться получения горизонтальной поверхности для выравнивания двутавровых балок допускается использовать деревянные плашки, которые подкладывают в ниши при монтаже;
• каждый третий двутавр фиксируют анкерами или распорками;
• свободное пространство в нишах утепляют минватой или заливают цементным составом.

Потолочные балки после возведения крыши подшивают гипсокартоном, вагонкой, досками. Форма двутавра очень удобная для крепления утеплителя.

Советы и рекомендации

Чтобы двутавровая балка из дерева своими руками выполняла свои задачи и прослужила долго, нужно выполнять такие рекомендации:

• при изготовлении своими руками заменять фанеру или плиту OSB доской нельзя, это снижает ее прочность и увеличивает риск деформации;
• перед сборкой материал обязательно нужно высушить, показатель влажности не должен превышать 12%;
• при работах внутри дома стоит использовать клей на водной основе;
• если в помещении предполагается высокая влажность, балки перекрытия оставляют открытыми;
• хранят изделия под навесом или на закрытом складе, оставлять под открытым небом деревянные двутавровые балки нельзя, так как древесина впитывает влагу.

В домашних условиях изготавливают двутавры небольшого сечения. При возведении длинных перекрытий требуется продукция промышленного изготовления.

Заключение

Деревянная двутавровая балка для перекрытий – отличная альтернатива металлическому изделию. Такой вариант намного легче и проще в монтаже, поэтому часто используется при сооружении легких каркасных зданий. Кроме того, двутавры небольшого сечения вполне можно изготовить своими руками.

Отзывы о деревянных двутавровых балках

• Состав и пропорции раствора для кладки кирпича
• Как сделать цветной раствор для кирпича
• Размер и вес белого силикатного кирпича
• Кирпич облицовочный силикатный