Изготовление деревянных двутавровых балок своими руками — рассмотрим детально

Двутавровая балка, как вид фасонного проката, с момента своего появления признана одним из самых крепких конструкционных элементов, поэтому ее применение в строительстве и машиностроении так распространено. Изначально двутавр выполнен из низколегированной стали, иногда из углеродистой, но прочность ему обеспечивает совсем не материал, а специфическая, до мелочей продуманная форма профиля.

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.

Деревянная двутавровая балка технические характеристики нагрузки

Какую нагрузку может выдержать двутавровая балка? По своим техническим характеристикам, деревянная двутавровая балка ничем не уступает металлическим и бетонным конструкциям, но при этом стоит в разы меньше.

Стоит так же отметить о том, как с помощью размещения двутавров можно увеличивать прочность перекрытий. Например:

1. Расположенные рядом (по горизонтали) 2 двутавровые балки суммируют свою прочность к нагрузкам. То есть если одна балка выдерживает 300 кг, то в паре с такой же балкой перекрытие будет выдерживать 600кг.
2. Расположенные балки одна на другую (по вертикали) способны выдерживать в 4 раза большую нагрузку. То есть если положить одну балку с прочностью в 300 кг, а сверху такую же и закрепить их между собой, то в паре они уже выдерживают вес в 1200кг.

Нагрузка на двутавровую балку таблица:

Размер пролета	Расстояние между балками	Сечение балки (высота x ширина) в мм.
3м.	1м. 0,5 м.	150×10 150×50
4м.	1 м. 0,5 м.	200×100 150×100
5м.	1 м. 0,5 м.	250×150 200×150
6м.	1 м. 0,5 м.	250×180 200×150
7м.	1 м. 0,5 м.	300×200 250×150

Примечание. Все данные приведены из расчета нагрузки на перекрытие около 400 кг/м2.

Конечно, при расчетах нужно еще учитывать:

• качество материалов;
• частота укладки балок;
• отклонения размеров.

Если вы хотите несколько сэкономить на строительстве собственного дома или же заняться бизнесом по продаже двутавровых балок, тогда следует помнить, что ничего особо сложного в изготовлении этого вида перекрытий в домашних условиях нет. Деревянные двутавровые балки для междуэтажного и чердачного перекрытия позволяют выполнить весь процесс своими руками. Ведь перекрытия по деревянным балкам выполняется без использования подъемных кранов и другого вспомогательного оборудования. Весь процесс может выполнить один мастер самостоятельно. Такое перекроите – не скрепит и имеет массу других преимуществ.

Виды деревянных двутавровых балок

Для начала ознакомимся с разнообразием ассортимента этого стройматериала. Различают следующие серии двутавровых балок:

1. БДК (балка двутавровая клееная). Используется в строительстве домов с короткими пролетами.
2. БДКУ, БДКУ-Л. Такие балки имеют широкие ребра жесткости, отличаются высокой прочностью и наличием большой площади для гвоздевых креплений.
3. СДКУ, СДКУ-Л. Эта двутавровая стойка является основой каркаса стен.
4. БДКШ, БДКШ-Л. Широкая балка применяется в постройках с очень длинными пролетами. Также ее можно использовать в качестве стропил.
5. СДКШ, СДКШ-Л. Балка применима для изготовления стеновых панелей.

Двутавровая деревянная балка для перекрытия

Деревянное строительство становится популярнее год от года и все чаще инженеры-строители применяют в разработках именно деревянную двутавровую балку. Она отлично вписывается в технические требования по прочности, а по легкости и стабильности ей равных практически нет. По крайней мере, среди натуральных материалов. Применяют деревянный профиль во многих случаях, но по ряду причин самыми популярными стали:

1. Деревянная балка для опалубки.
2.  Деревянный двутавр для устройства кровли.
3.  Для устройства перегородок и полов.
4.  Балки для устройства перекрытий.

В принципе, конструктивно эти виды балок мало чем отличаются, разница только в размерах и, как следствие, в принимаемой нагрузке. Двутавровые балки для устройства перекрытий имеют самое большое сечение, поскольку им предстоит выдерживать довольно высокие нагрузки. Принцип изготовления фасонного деревянного силового элемента всегда один, и сейчас мы коснемся некоторых особенностей изготовления и технологий, по которым изготавливается деревянная двутавровая балка своими руками.

Характеристики двутавровой балки

Технико-эксплуатационные качества и размерные параметры традиционного двутавра рассчитываются на включение в конструкцию перекрытия из ОСБ-плит. Это межэтажное перекрытие дома или чердачного помещения, которое отличается прочностью и высокой теплоизоляцией. Собственно, балки выполняют функцию ребер жесткости, обеспечивая несущую функцию. Непосредственно двутавр имеет Т-образный профиль, но для перекрытий используют и модифицированные элементы с другими конфигурациями сечения. Как правило, своими руками деревянные двутавровые балки для перекрытия изготавливаются из монолитных брусков длиной до 5 м. Высота балки зависит от расчетной нагрузки на конструкцию и варьируется от 140 мм до 410 мм в среднем. Толщина промежуточной стойки двутавра составляет не более 10 мм, а брусок имеет параметры 64х38 мм в соответствии с нормативом.

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.

Подготовка элементов к сборке

Изначально выполняется разметка балки с точным определением ее параметров. На основе схемы компоновки должна быть выполнена финальная доработка частей конструкции на столярном инструменте. Оптимально использовать для таких целей токарный станок по дереву, но можно обойтись циркулярной пилой с электролобзиком и шлифовальным инструментом. При изготовлении деревянных двутавровых балок своими руками в части бруса может выполняться выборка лишнего массива. Ее производят строго по осевой линии заготовки, выдерживая контур специальным разметочным приспособлением или направляющей планкой.

Особенности производства двутавровой деревянной балки

1. После подготовки брусьев в них делаются выпилы с целью последующей установки стойки. Она должна располагаться строго в вертикальном положении, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).
2. Каждая плита перед применением основательно осматривается. Незначительный недостаток (а он отразится на несущей способности двутавровой балки) – причина для отбраковки. Кромки отобранных плит немного скашиваются, чтобы образцы лучше входили в пазы.
3. Выпилы в брусьях промазываются клеящим составом; в нижний вставляется стойка, после чего накладывается верхний и прижимается.
4. Сборка оставляется в таком состоянии до абсолютного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по использованию состава.

Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно гарантировать отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), вплоть до абсолютного отвердевания клея.

И только лишь после этого древесную балку-двутавр можно применять для обустройства перекрытия.

Процесс производства опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не предполагает. Работа, сделанная собственными руками, экономит и время, и средства. Однако это целесообразно только в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. В случае если нет полной уверенности, что это удастся совершить самостоятельно, подвергать себя риску не нужно. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может быть оправданием нарушению проектных характеристик.

Назначение

Двутавровая балка получила свое название за счет уникальной конструкции. Вид, имеющий Т-образную конфигурацию, называется тавром. Поскольку сечение рассматриваемой конструкции похоже на 2 буквы Т, она приобрела название двутавровой. Её сечение можно сравнить и с буквой Н. Подобные двутавры обладают увеличенной прочностью. При сравнении с обычным профилем можно понять, насколько двутавровые балки оказываются более надежными. Они обладают прочностью, в 7 раз большей обычного профиля. При этом их прочность выше в 30 раз.

Благодаря большому количеству положительных характеристик материал достаточно широко используется в области строительства. Он особенно популярен при создании конструкций каркасного типа. Помимо изделий из металла, при создании различных конструкций могут использоваться и двутавры из бревна.

Даже под большой нагрузкой эти пиломатериалы не будут прогибаться. Они не станут изменять форму, что считается значимым превосходством при возведении разных систем. В ходе постройки частного здания древесные двутавры укладывают для монтажа перекрытий. Их стоимость не очень высокая, по этой причине такие элементы пользуются популярностью среди частных застройщиков. Главное – грамотно подготовить элементы конструкции. Это даст возможность сделать ее долговечной и надежной.

Двутавры отличаются по конструкции. Они могут быть стандартными и с широкой полкой. Первые имеют полку 64х39 мм. Вторые — 89х39 мм.

Самыми прочными из представленных считаются двутавры, серии L (клееный шпон). В их изготовлении используется LVL-брус. Благодаря LVL-брусу можно выполнить элементы до 12 метров в длину. При этом это не отражается на стоимость.

В независимости от того, какой материал применялся для изготовления балок, они характеризуются достаточно высоким уровнем жесткости и прочности. По этой причине конкурентов у подобных изделий достаточно мало. Помимо этого, такие элементы отличаются легкостью. Его транспортировка не составляет сложностей. Балки стоят относительно недорого, что привлекает большинство потребителей. Работы с материалом проводятся весьма просто.

Стойка

Основных вариантов два – из многослойной фанеры или ОСВ. Хотя в продаже встречаются двутавровые балки и других исполнений, для изготовления своими силами лучше ориентироваться на эти материалы. Предпочтительнее ОСВ, так как они обеспечат большую прочность и долговечность конструкции благодаря особому структурному составу и технологии производства.

Сборка двутавра

Два бруса к моменту сборки должны быть доработаны до оптимальных параметров, подходящих для монтажа стойки. Последняя утапливается в подготовленные пазы с двух сторон (верх и низ) и фиксируются на клеевую основу. Здесь важно ответить на вопрос о том, как сделать двутавровую деревянную балку своими руками с минимальным количеством зазоров и выступов? Что касается первого, то в принципе наличие пустот в местах сопряжения зависит от качества первичной обработки материала. Чем ровнее поверхности в пазах, тем выше вероятность плотного монтажа стойки. С выступами ситуация проще. С одной стороны, их можно подбить киянкой пока клей не высох, корректируя тем самым грани конструкции. Если же наличие выступа обуславливается ошибками в расчетах, то ситуация исправляется только абразивным крупнофракционным материалом с последующей чистовой шлифовкой.

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.

Важно! По нормам ГОСТ при изготовлении двутавра для перекрытия можно использовать доски хвойных пород не ниже 2 сорта.

Оценка качества двутавровой балки

Изначально материал для балки должен пройти дефектовку с отбраковкой. Особенно брус не должен иметь изъянов наподобие сучков, трещин, признаков коробления, порезов и сколов. Если даже дефект не повлияет на конструкционные свойства балки, открытость структуры в дальнейшем может стать причиной биологического поражения древесины. Но и это не все условия изготовления качественной двутавровой балки. Своими руками деревянную конструкцию необходимо зачищать и в процессе сборки, убирая и мелкие абразивные частицы на поверхности, которые могут повредить поверхность элемента. Механическая обработка также становится причиной повреждений, поэтому после каждой операции следует проверять внешний вид изделия. На завершающем этапе производится замер балки и определяется соответствие ее параметров требованиям.

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.

Важно! Такое определение является приблизительным, так как таблица не учитывает особенностей конкретного здания и используемых материалов.

Общие советы по изготовлению деревянного двутавра

Жестких рамок в создании данной конструкции все равно не существует, поскольку различаются сферы и направления ее использования. И все же опытные строители дают несколько универсальных рекомендаций тем, кто хочет сделать своими руками двутавровую деревянную балку высокого качества:

• Разметочные операции желательно выполнять с помощью современных лазерных нивелиров – особенно если речь идет о проектировании крупных перекрытий.
• Не всегда уместно применение жестких и плотных материалов, поскольку они утяжеляют конструкции, что ограничивает использование балки как в перекрытии, так и в стропильных фермах.
• Обработку антипиренами или антисептиками желательно выполнять после сборки. Это позволит создать сплошное защитное покрытие.
• После удачного изготовления балки по индивидуальным параметрам стоит сохранить ее характеристики в шаблонах на случай необходимости изготовления аналогичной конструкции.

Как подготовить балки к монтажу?

И наконец, самый ответственный этап! Изготавливая деревянные двутавровые балки для строительства своего дома, еще задолго до их монтажа вам нужно точно просчитать пустоты в перекрытиях – для будущей прокладки инженерных коммуникаций. Конечно вы будете проводить сантехнические трубы, электрические кабеля и инженерные системы. И здесь важно определеть все изначально правильно, чтобы потом не допустить ослабление перекрытия.

Сверление отверстий для коммуникаций

А теперь также подойдем вплотную к такому важному вопросу, как правильно сверлить двутавровые деревянные балки. Дело в том, что это необходимо делать еще на земле – до монтажа. И здесь важно соблюсти все правила, иначе даже небольшие отверстия способны ослабить балку по всей длине.  Где именно могут располагаться сквозные отверстия в балках перекрытия зависит от того, по какой технологии они были произведены.

Так, у двутавровых балок отверстия должны быть не более 40 мм. Располагать их разрешено практически в любом месте между таврами, но только не ближе 150 мм к торцу балки или опоры на несущий элемент. Идеально, если такие отверстия будут располагаться прямо по центру относительно полок, а не выше или ниже. А максимально допустимый диаметр отверстия 10 см.

Кроме того следите за тем чтобы расстояние между соседними отверстиями было в 2 раза больше диаметра самого большого из них.

Узлы крепления балок со стеной

Если вы подготовили балки правильно, можете смело приступать их монтажу:

Вот основные узлы крепление двутавровых деревянных балок к стене:

В готовое перекрытие из деревянных двутавров вставьте утеплитель:

Как избежать в процессе опасных ошибок?

А теперь давайте разберем главные ошибки при изготовлении таких балок.

Ошибка №1. Покупка неподготовленной древесины

Если вы беретесь самостоятельно изготовить изготавить такое основание для перекрытия, помните, что в заводских условиях балки готовят по специальной технологии, используя только калиброванный сухой материал. Это позволяет полностью исключить возникновение перекручивания балок так называемым «вертолетом», которое нередко происходит при применении обычных деревянных балок и досок.

Вам наверняка будет интересно посмотреть на сам процесс заводского изготовления таких балок:

Ошибка №2.  Использование неподходящего клеевого состава

Нельзя для склейки элементов двутавровой балки использовать эпоксидную смолу. У нее достаточно слабая адгезия конкретно в древесине, и придется выжидать немало времени, пока она затвердеет. А вот полиуретановый клей как раз подходит хорошо. Главное преимущество его в том, что он не горит и при этом сам термоактивен. Говоря простым языком, чем выше температура, тем крепче становится само изделие.

И уж точно нельзя использовать в качестве клея ПВА, ведь он совершенно не предусмотрен для применения в таких конструкциях.

Ошибка №3. Неправильное сопряжение балок

Речь идет о перерасходе балок. Дело в том, что в отличие от обычных деревянных балок, двутавры не крепятся внахлест. Для их крепления необходимо приложить балки встык и закрепить при помощи перфорированных пластин. Но не перфорированной лентой, применение которой потом приведет к опрокидыванию балки! Причем место установки перфорированных пластин определяется точными инженерными расчетами.

Ошибка №4. Применение не тех крепежных элементов

Еще одна популярная ошибка – это крепление двутавровых балок к стене и заделка их места монтажной пеной. А на самом деле использовать можно исключительно специальные закладные элементы.

Нельзя также применять слабые кронштейны, ведь после этого уже нельзя будет гарантировать несущую способность такого перекрытия и существует риск обрушения всей конструкции.

Не крепят двутавровые балки также обычными саморезами. Ведь сам по себе саморез – это не конструкционный элемент, и он не рассчитан выдерживать повышенную нагрузку, и используется только для крепления легких и не несущих конструкций.

Обратите внимание и на размер кронштейна, достаточность его высоты. Соотношение высоты кронштейна и балки должно стремиться к единице, то есть быть почти одинаковым. Чем меньше кронштейн – тем хуже.

Ошибка №5. Задействование посторонних элементов

Неправильно также использовать дополнительные элементы, которые не были предусмотрены конструкцией. На самом деле стандартное крепление двутавра достаточно жесткое, и еще как-то закреплять его нет необходимости.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, которая поможет разобраться с самыми типичными ошибками монтажа таких балок:

Следуйте нашим советам – и у вас все получится!

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.

Отзывы о деревянных двутавровых балках

Александр Нечипоренко, 43 года, г. Брянск.

Деревянные двутавровые балки использовали при сооружении небольших гостиниц. Здания строились на склонах, так что нужно было максимально уменьшить вес. Стены первого этажа возводили из камня, а два следующих – из дерева. Двутавры отлично себя показали.

Строили дачу. Думали, что жить здесь будем только летом. По совету соседей посмотрели здание из двутавров. Отличная идея оказалась. Свой дом тоже из двутавров собрали и третий год в нем живем.

Ольга Каримова, 38 лет, г. Белгород.

Дом с мансардной строили на склоне. В качестве материала для каркаса использовали деревянные двутавры. Здание получилось легким, так что обустроили простой столбчатый фундамент. Дом добротный, а затраты минимальные.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...