Двутавровая балка. Балки двутавровые из дерева Рассчитываем высоту сечения двутавра

Оптимальных параметров жесткости перекрытий в современном строительстве добиваются за счет монтажа двутавровых балочных конструкций, имеющих поперечное сечение в виде буквы H. Металлический двутавр давно известен отечественным строителям, а вот двутавровая деревянная балка пока еще вызывает определенные опасения. Какие преимущества существуют у применения этого стройматериала, есть ли нюансы по его монтажу и возможно ли изготовить столь ответственный конструктивный элемент своими руками?

Универсальный стройматериал – клеедеревянная двутавровая балка

Ключевые особенности деревянных двутавров

Основная весовая нагрузка при эксплуатации сооружения любого типа ложится на межэтажные, цокольные и чердачные перекрытия. Их несущие элементы должны гарантированно выдерживать постоянные и переменные нагрузки, включающие их собственный вес, а также вес людей и мебели.

На первый взгляд, сборные деревянные конструкции по прочности не могут конкурировать с железобетоном или металлом, но практика и расчет доказывают обратное.

Производство двутаврового элемента из дерева

Двутавровое сечение деревянной балки получается в результате комбинации трех элементов – двух полок, обычно изготавливаемых из столярного леса, и стойки из ориентировано-стружечной плиты. Нередко материалом для полок служит сосновая доска либо брус LVL (склеенный из нескольких слоев хвойного шпона пиломатериал, отличающийся от фанеры и массива древесины высокой устойчивостью к горизонтальным нагрузкам).

Чтобы повысить рабочие качества древесины и предотвратить гниение, изготовитель ее высушивает в несколько этапов, а для защиты от насекомых и повышения пожаробезопасности обрабатывает продукцию антисептиком и антипиреном.

Части двутавра соединяются между собой двойным шипом на специальных прессах с использованием водостойкого клея. Такая технология производства дает возможность:

получить более высокую прочность изделия на изгиб (в сравнении с массивными балками прямоугольного сечения);
избежать недостатков, присущих древесине – усушки, усадки, появления скрипов, сдвигов и трещин.

Производство балки-двутавра из дерева

По готовности балки ее могут усилить дополнительными накладками – ребрами жесткости. Таким образом, несущая способность клееного деревянного двутавра при равных площадях сечения превышает аналогичный показатель других систем, применяемых в малоэтажном и коттеджном строительстве.

Область применения и сортамент балок-двутавров

Сегодня двутавровые балки из дерева главным образом задействуются в каркасном производстве домов. В каменных постройках такой стройматериал также применяется все активнее, поскольку с его помощью можно быстро провести следующие работы:

обустройство всех видов перекрытий, а также стропильной конструкции кровли;
монтаж бесшумных полов, межкомнатных перегородок;
создание высококачественной монолитной опалубки под бетонный фундамент;
всевозможные реконструкции – замена балок перекрытия, подъем уровня пола;
возведение дополнительных помещений – мансард, беседок, террас и т. д.

Виды lдеревянных двутавров

Чтобы удовлетворить растущий спрос, производители разработали достаточно широкий ассортимент, позволяющий легко подобрать нужный размер и характеристики балок либо стоек:

БДК – балка двутавровая клееная, предназначенная для использования в коротких пролетах;
БДКУ – балка усиленная, отличается увеличенной шириной полки и применяется на длинных пролетах;
БДКШ – балка широкая, предназначена для использования в крайне нагруженных конструкциях, стропильных системах или на сверхдлинных пролетах;
СДКУ – стойка усиленная, используется как основа стенового каркаса;
СДКШ – стойка широкая, применяется в монтаже стеновых панелей.

Об использовании в качестве конструктивного материала бруса ЛВЛ покупатель информируется литерой Л в маркировке. Также здесь указываются геометрические размеры сечения, важные для определения несущей способности деревянной двутавровой балки перекрытия.

Окрашенные балки для полов и перекрытий

Как определить требуемые размеры клееной балки

Подбор сечения «на глазок» недопустим, так как несущие конструкции могут не выдержать нагрузки и деформироваться либо обрушиться. Расчет параметров деревянной двутавровой балки для перекрытия капитальных сооружений лучше доверить инженеру, способному учесть условия эксплуатации и особенности работы.

Самостоятельные вычисления осложнены тем, что регламентирующие их документы имеют множество поправок и обновленных требований, разобраться в которых непросто.

Приведенные в открытых источниках данные могут быть устаревшими, а актуальная информация зачастую закрыта от бесплатного доступа.

Межэтажное перекрытие из балок

Рассчитывать «на коленке» допускается только конструктивные части подсобных помещений небольшой площади. При упрощенных вычислениях важно учитывать нормативную нагрузку, шаг укладки балок и размер перекрываемого пролета. Примерные значения нагрузки на перекрытие выглядят таким образом:

для перекрытия неэксплуатируемого чердака постоянная нагрузка принимается в пределах 50 кг/м2, а эксплуатационная – 90 кг/м2, следовательно, общая расчетная нагрузка составляет 130 кг/м2 (с округлением в большую сторону 150 кг/м2);
в случае интенсивного использования чердачного пространства эксплуатационная нагрузка должна быть увеличена до 195 кг/м2, а значит, ее суммарный показатель будет равен 245 кг/м2 (для увеличения запаса прочности он увеличивается до 250);
при использовании чердачного пространства в качестве мансарды дополнительно учитывается вес полов, перегородок, мебели и, как результат, общая расчетная нагрузка должна составлять не менее 300 кг/м2;
межэтажное деревянное перекрытие также включает свою конструкцию полы, а его эксплуатационная нагрузка состоит из веса людей и предметов быта, поэтому ее значение не может быть меньшим, чем 400 кг/м2.

Зная необходимую длину балки и действующую на нее нагрузку, по таблицам можно определить необходимый размер сечения.

Таблица подбора сечения двутавровой балки для междуэтажного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Таблица подбора сечения двутавровой балки для чердачного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Плюсы и минусы использования Н-образных балок из ОСП

Какие выгоды можно получить, заменив в строительном проекте обычные балки на деревянные двутавровые? Из-за малого веса конструкций (6-метровая балка весит около 6 кг) на первый план выступает существенное облегчение транспортировки и монтажа. Как следствие, уменьшаются сроки ведения работ и снижаются затраты. Установка такого стройматериала не требует применения тяжелой спецтехники, и монтаж осуществляется стандартным плотницким инструментом.

К плюсам использования Н-образных балок также можно отнести:

высокие прочностные характеристики, позволяющие перекрывать длинные пролеты (до 8–12 м) без использования промежуточных опор;
многообразие типоразмеров, стабильность форм и геометрических параметров;
отсутствие недостатков, присущих естественной древесине;
экономия жилого пространства за счет прокладки скрытых коммуникаций в нишах двутавров;
минимизация риска появления мостиков холода – дерево имеет низкую теплопроводность и теплоемкость.

Сравнительная таблица различных систем перекрытий

Перекрытия из досок, конечно, выигрывают у двутавровых по цене, однако необходимость создания частой обрешетки, опорных элементов, а также периодические ремонты усложняют их эксплуатацию и в результате могут свести полученную экономию к нулю.

Кроме высокой стоимости деревянных двутавров, из реального опыта выплывает и другой их недостаток – риск приобрести контрафактную малонадежную продукцию, произведенную в кустарных условиях.

Изготовление балки в домашних условиях

Чтобы исключить возможность покупки недоброкачественного стройматериала, рекомендуется покупать балки у производителей или посредников с хорошей репутацией, либо попробовать сделать их самостоятельно. В отличие от металлических изделий, деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками вполне могут быть выполнены с должным качеством, если предварительно ознакомиться с технологией и рядом нюансов промышленного производства.

Схема и размеры балок

Выбор и подготовка материала

Для изготовления опорных балочных элементов лучше выбирать клееный брус – его правильная геометрия способствует получению качественной заготовки.

Оптимально если он будет изготовлен из лиственницы, так как она при наборе влаги в процессе эксплуатации не теряет, а наоборот, набирает прочность, но можно использовать брус из любой хвойной породы. Его сечение определяется расчетом, но в любом случае не должно быть меньше 30х25 мм.

Вполне приемлемый по стоимости и характеристикам материал для стоек – многослойная фанера (для малонагруженных балок) или лист OSB (для возведения массивных сооружений). Толщина фанеры или ориентировано-стружечной плиты составляет 24–27 мм, и при необходимости плиту можно усилить дополнительными ребрами жесткости.

Готовый двутавр из дерева

Чтобы соединить заготовки, требуется подобрать клей для древесины на водной основе (для жилых помещений он должен быть нетоксичным, о чем свидетельствует маркировка ECO). Наибольшую статическую и динамическую прочность соединения обеспечивает полиуретановый и казеиновый состав. Перед обработкой материалы должны быть отбракованы, отшлифованы и высушены.

Нередко изготовление происходит прямо на стройке

Изготовление деталей и их сборка

Для изготовления двутавровой балки из дерева понадобятся следующие инструменты:

рулетка;
фрезерный станок (вариант – циркулярная, электро- или бензопила);
фрезерные диски нужной толщины, желательно, с трапециевидным профилем;
гидравлический пресс (или швеллер с хомутами).

Важнейшим технологическим этапом является разметка – от ее точности зависит долговечность и прочность изделия.

Нельзя допустить даже малейшего перекоса, поэтому выборка крепежной канавы должна вестись строго по осевой линии, проведенной при разметке. Глубина и ширина паза зависит от размеров бруса и ОСП и составляет примерно 10% от ширины стойки.

Схема сборки балки

Равномерным тонким слоем промазать контактные поверхности.
Приложить к заготовке стенки нижний и верхний брус.
Выровнять и прижать детали друг к другу.

Во избежание перекоса балки во время высыхания склеивание лучше проводить на пневмо- либо гидровайме, которую можно также заменить самодельным приспособлением – аналогом струбцины. Для этого необходимо подобрать швеллер по размерам планки, согнуть лист металла в нужную форму. После этого надо осторожно наложить с обеих сторон металлические детали на собранный двутавр и зафиксировать хомутами. Время выдержки балки зависит от вида клея.

Видео: Как сделать двутавр из дерева

Что необходимо знать о монтаже балок

Деревянная балка-двутавр готова к монтажу после покрытия антипиреновым и антисептическим составом и полного высыхания. Строителям, обустраивающим несложные перекрытия, необязательно владеть специальными навыками, чего нельзя сказать о возведении дома из деревянных двутавровых балок.

Для гарантии безопасности и надежности каркасное сооружение круглогодичного проживания лучше заказывать профильной компании-застройщику.

Нюансы укладки балок перекрытия

Для заведения балки в кирпичную или каменную стену еще на этапе ее кладки следует предусмотреть специальные ниши – гнезда.
Если стены выполнены из бруса либо бревна, эти отверстия в них вырубаются.
Вне зависимости от стенового материала дно гнезд необходимо устлать двойным слоем рубероида, а края балок (это касается только случая, когда их монтируют в кирпич или камень) обработать любым водоотталкивающим составом, например, битумом.
Длина опорного конца балки должна быть не меньше 150 мм.
Начинать установку лучше от края одной из стен, после этого перейти к монтажу промежуточных балок.
Монтажный шаг выверяется шаблоном, а с целью проверки горизонтальности установки необходимо использовать ватерпас.
Чтобы добиться горизонтальной поверхности, под опорные концы может потребоваться подложить деревянные плашки.
Каждую третью балку рекомендуется закреплять анкерами либо деревянными распорками.
Оставшиеся свободными полости в гнездах можно заполнить паропроницаемым утеплителем, например, минватой, либо залить строительным цементным раствором.
После того как балки надежно закреплены, их требуется обшить вагонкой, доской или гипсокартоном.

Балки перекрытия в кирпичной стене

Перечень основных шагов строительства каркасного дома

Технология, по которой строятся каркасные дома из фанеры и ОСП, называется канадской. Раньше в качестве несущих элементов использовали брус и доску, однако в настоящее время их все чаще заменяют двутавровыми балками. Канадский коттедж не нуждается в массивном основании, поэтому его обычно заменяют легким ленточным фундаментом.

Стропильная система из двутавровых балок

Общая последовательность сборки каркаса выглядит таким образом:

Установка на фундамент деревянной обвязки.
Монтаж цокольного перекрытия из двутавровых балок.
Крепление рядовых панелей и дверного блока непосредственно на балочное перекрытие.
Связывание панелей между собой полосами фанеры ФСФ толщиной 27 мм.
Монтаж межэтажного перекрытия поверх фанерной обвязки.
Строительство второго этажа из стеновых панелей и их обвязка.
Установка чердачного перекрытия, фронтонов, конька и стропил.
Утепление и проведение отделочных работ – обшивка каркаса, монтаж кровли и фасада.

Полученное жилье отличается легкостью и прочностью, а его строительство обходится дешевле, чем кирпичное здание той же площади. Однако есть и критические минусы: к качеству материалов должны предъявляться очень высокие требования, которым пока соответствует только отличающаяся дороговизной продукция мировых производителей – Nascor или Steiko. Дешевые аналоги ненадежны и зачастую представляют опасность для здоровья человека.

Схема строения каркасного дома

Обшитый каркас изнутри

Дом из деревянных двутавровых балок весьма уязвим относительно вандалостойкости – деревянные стены легко разрушаются бензопилой, и хозяевам здания важно обеспечить систему защиты придомового участка.

Впрочем, производители, стремясь к расширению рынка, постоянно развивают технологии, поэтому, скорее всего, каркасные дома в ближайшем будущем избавятся от этих недостатков.

Хвойные пиломатериалы являются отличным строительным материалом. Из доски/бруса можно сделать практически любой конструктивный элемент дома, или построить полностью деревянный коттедж. Пластичность и универсальность древесины позволяют инженерам придумывать инновационные нестандартные решения, которые открывают более широкие возможности. Одним из таких новшеств является сборная двутавровая балка.

Зачем нужны сборные материалы

Всем известно, что несущие способности деревянных элементов здания напрямую зависят от массивности их сечения. Чем больше планируется нагрузка, тем крупнее должен быть брус или доска. В некоторых случаях, ручные расчёты или калькуляторы показывают необходимость использования очень больших сечений. Из-за этого у застройщика возникает ряд проблем:

Крупные пиломатериалы дорого стоят.
Массивная доска/брус - много весят и перегружают несущие конструкции здания (стены, фундамент).
Большого сечения пилопродукция, даже высушенная, склонна к прогибу под собственным весом, к растрескиванию, к короблению.
Иногда бывает непросто купить подходящий пиломатериал ввиду разных причин.
В массиве подобных изделий очень часто приходится сталкиваться с различными природными дефектами, что снижают прочностные характеристики продукции.
Усложняются работы по прокладке скрытых коммуникаций.
Снижается тепло- и звукоизоляция подсистем из-за большого содержания древесины и малого содержания изоляционных материалов в конкретной системе.

Во многом именно по экономическим причинам и соображениям практичности, люди начали экспериментировать над созданием крупных несущих элементов из мелких пиломатериалов. Например:

Cкручивать стеновой брус из нескольких досок
Делать высокий брус прямоугольного сечения из двух небольших брусков, установленных друг на друга кромками
Создавать кровельные фермы из относительно тонкого бруска
Собирать всевозможные тавровые контракции

Что такое двутавровая балка

Двутавр из стали или древесины используется в строительстве давно. Это - общепринятое сечение несущих элементов, которое по форме более всего соотносится с литерой «Н». Расчёты показывают, что подобная геометрия обеспечивает намного более высокую пространственную жёсткость, чем у изделий квадратного/прямоугольного сечения или, допустим, швеллера.

Кстати, считается, название такого изделия происходит от латинского слова «taurus» - бык, то есть двурогий профиль. В некоторых европейских языках аналогичный материал называют «H-shaped» (Н-образные) или «double-T» (двойная Т). У нас есть аббревиатура БДК-1, что тоже значит «балка двутавровая».

Деревянные двутавры пришли к нам из северной Америки, где много строят по каркасным технологиям. Сейчас они активно завоёвывают позиции на постсоветском пространстве. И нужно сказать, совсем небезуспешно.

Конструкция и виды двутавровых деревянных балок

Любая двутавровая балка состоит из трёх элементов. Это комбинация, которую можно описать по формуле:

Верхний пояс из бруса.
Стенка (или стойка, переборка).
Нижний пояс из бруса.

Элементы балки работают под нагрузкой вместе, но основной задачей поясов из бруса является обеспечение плоскостей для возможности удобного монтажа, обшивки, интеграции балки в конструкцию дома. А также пояса не дают изгибаться балке изгибаться по короткой оси, не дают балке скручиваться. Стенка же является ребром жёсткости, в основном обеспечивает стойкость изделия на прогиб по длинной оси, иными словами - основные несущие характеристики.

Пояса обычно выполняются из цельной сухой древесины, в подавляющем большинстве случаев в ход идёт брусок первого, иногда второго сорта. Существуют варианты с использованием бруска, клееного по технологии LVL - из шпона, как фанера. Но они пока являются редкостью в нашей стране. Номенклатура сечения брусков довольно разнообразна, начиная от изделий 40Х40 мм, до 40Х60 или 90Х40 мм. Причём производители при сборке балки могут по-разному ориентировать брусок в пространстве.

Стенка в основном выполняется из двух листовых материалов: Фанеры или OSB. Некоторые фирмы делают также интересные модели балок, где вместо деревосодержащих материалов применяется оцинкованный профлист.
Фанерная стенка выполняется, как правило, их полос берёзовой фанеры марки ФСФ, которая отличается прекрасной прочностью, влагостойкостью, упругостью. Толщина ребра жёсткости из фанеры обычно составляет 24-27 мм. При использовании ориентированно-стружечной плиты в качестве стойки в ход идёт OSB-3, что, как и фанера ФСФ, хорошо противостоит влажности, показывает достойные характеристики по прочности. Толщина переборок ОСП не такая большая, обычно составляет от 10 до 15 мм.

Высота переборки вместе с поясами в стандартном исполнении составляет 200-250 мм. Но также предприятия выпускают балки высотой до 400-450 мм. Чем выше изделие, чем большую изгибающую нагрузку оно может выдерживать. Более высокие балки двутавровые делать нет смысла (ввиду существенных потерь в объёме внутреннего пространства), лучше увеличить количество балок (уменьшить шаг - вместо 50 или 62,5 см до 40 см) или сделать меньше пролёты путём применения опорных элементов. Как вариант, балки можно сдваивать по толщине, используя перфорированные пластины или резьбовые стяжки.

Интересна технология сборки подобных балок. Выполняется она методом склеивания. На полосе фанеры предварительно нарезается двойной шип. Стойка при этом должна входить в пояса на 15-20 мм. Для взаимной фиксации стоек и поясов балки используется высокопрочный водостойкий и теплостойкий клей для дерева, типа «Клейберит». Процесс склеивания нередко происходит под давлением, с тщательным контролем выдержки заданных геотермических форм. Как правило, соединение выполняется в соответствие с положениями ГОСТ 19414-90.

Длина балок деревянных с сечением двутавр в стандартном заводском исполнении, обычно составляет от 4,5 до 6,5 метров. Но, конечно, заказать можно изделия 1-3 метра, или более длинные балки - в 8-9 и более метров. Кстати, при желании всегда можно на объекте разрезать длинную балку под любую кратность, это не сложно сделать любым плотницким инструментом.

Как и любые другие пиломатериалы, балки из дерева обрабатываются антисептиками и огнезащитой. Изделия, предназначенные для комплектации опалубок, окрашиваются атмосферостойкой прочной краской, обеспечивающей большое количество циклов использования.

Достоинства создания и использования двутавровых деревянных балок

Повышенные несущие характеристики. Удаётся перекрывать большие пролёты и уменьшать шаг расстановки.
Точность и стабильность формы. Такие изделия меньше крутит, они не усыхаются, не растрескиваются, не разбухают. Нет проблем со скрипами, с появлением неплотностей, провисанием и т.п. отклонения от заявленных размеров - минимальны (порядка 0,5-1 мм по ширине, толщине и прямолинейности граней/кромок).
Возможность получить нестандартные размеры пол любые условия. Большой выбор размеров стандартных.
Небольшая масса, которая в среднем примерно вдвое меньше, чем у массивного цельного изделия с аналогичными несущими способностями.
У сборных балок из бруса и фанеры/ОСП нет критичных дефектов, которые снижали бы прочность.
Улучшенная огнестойкость и биостойкость полученных конструкций.
Уменьшенная материалоёмкость клееной балки.
Высокая степень готовности, высокая скорость монтажа, можно монтировать круглый год. Используется обычный инструмент плотника, не нужны подъёмные краны. Не трудно выполнить черновую подшивку, так как не требуется установка черепных брусков.
Удобно прокладывать коммуникации внутри конструкций, в том числе сквозь балки. Больше места для утеплителя/звукоизолятора, можно применить большой слой изоляции. Утеплитель отлично держится даже без черновой подшивки за счёт Т-образной формы.
Возможно самостоятельное изготовление сборной Н-образной балки.
Можно подшивать потолки и настилать полы непосредственно поверх таких балок.
Можно опирать на стену или монолитный пояс, можно крепить при помощи кронштейнов «держателей балок» (для этого предварительно между поясами около торцов нашиваются дополнительные пластины из ОСП или фанеры).
Универсальность в применении.

Где применяют балки двутавровые из пиломатериалов

На самом деле, сфера использования подобных изделий очень широка, она ни в коем случае не ограничивается обычными межэтажными перекрытиями в деревянных коттеджах. Хотя это можно считать классикой жанра как для деревянных, так и каменных домов самых разных конструкций. Итак, где их можно применить:

Создание межэтажных перекрытий.
В качестве лаг пола.
Как стропила скатной крыши, в качестве конька.
Стены различных каркасных строений.
Изготовление длинных перемычек над воротами, панорамными окнами,
Для выполнения монолитных работ (ригели для выставления горизонтальной опалубки).
Создание вертикальной опалубки, в том числе для реализации монолитных колон.

Строительство каркасных домов становится все более популярным и на сегодняшний момент, представляет собой наиболее развитую отрасль коттеджного домостроения. Характерной особенностью применения каркасной технологии является использование деревянной двутавровой балки в строительстве. Данная разновидность стройматериалов представляет собой два бруса (полки), в которые вклеена профрезерованная фанера заданной толщины. Согласно методикам расчета теории сопротивления материалов, форма несущей балки в виде двутавра является оптимальной: распределение нагрузки от изгиба в этом случае лучше соответствует распределению материала. Таким образом, конфигурация двутавровой балки максимально отвечает строительным требованиям для несущих конструкций.

Преимущества использования деревянных двутавровых балок

Отличные прочностные характеристики и меньшая степень изгиба при нагрузке делают этот материал идеальным для несущих балок при строительстве.
Уменьшение веса здания, а соответственно, и фундамент можно делать со значительной экономией материалов и трудозатрат.
Сокращение сроков строительства.
Соответствие экологическим стандартам.
Отсутствие необходимости привлечения специальной строительной техники и значительного количества людей.
Прокладка инженерных коммуникаций не составит проблем, без вреда для несущей способности стен.
Низкая теплопроводность материала обеспечит дополнительную экономию теплоносителей.
Влагостойкость благодаря специальным пропиткам.
Широкий ассортимент стандартных размеров.
Сохранение первоначальных габаритов даже при длительной эксплуатации.
Пропитка антисептиком, огнезащитным составом и дополнительной защитой от образования плесени и порчи насекомыми.
Значительный гарантийный срок эксплуатации.

Недостатком деревянных двутавровых балок является значительная стоимость , особенно если учесть, что строительство подразумевает использование довольно значительного количества таких балок. Это можно исправить, если изготавливать балки самостоятельно, в этом случае, затраты на материалы будут несравнимо меньше покупки готовой продукции.

Особенности применения двутавровой балки из дерева в строительстве

Использование специальной деревянной двутавровой балки в качестве основных несущих конструкций позволяет значительно снизить вес здания. Это позволит сократить трудозатраты на установку, как и общие затраты на материалы для фундамента. Для такого типа дома будет достаточно фундамента на винтовых сваях.
Такие перекрытия отличаются высокой прочностью и соответствуют строительным нормативам. Использование даже на довольно значительных площадях, позволит избежать характерных проблем (изгиб, трещины и усадка) для такого типа строительства.
Межэтажное перекрытие по деревянным балкам также гарантирует высокую прочность и безотказность перекрытия. Гарантия сохраняется на весь срок эксплуатации дома при условии квалифицированного монтажа.

Самостоятельное изготовление деревянной двутавровой балки

Изготовить деревянную двутавровую балку своими руками не столь сложно, чем может показаться. При наличии минимальных столярных навыков и необходимого оборудования, можно реально сэкономить на покупке необходимых стройматериалов.

По расчетам специалистов, таким образом можно снизить себестоимость строительства до 20%. Область применения не ограничивается кровельными работами, таким образом можно выполнять все плиты перекрытия в доме, включая межэтажное перекрытие по деревянным балкам.

Видео с процессом изготовления деревянной двутавровой балки своими руками:

Технология самостоятельного изготовления деревянной двутавровой балки

Основной материал балки - бруски необходимого сечения (минимум 25×35 мм), расчет сечения производится исходя из нагрузки на деревянную балку.
Материал перемычки - плиты OSB, ОСП или обычной фанеры, в зависимости от назначения.
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.
Край фанеры или плиты обрабатывают, придавая ему форму трапеции.
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.
После процедура повторяется для второй стороны.
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.

Область использования деревянной двутавровой балки

Как уже говорилось выше, сама концепция каркасной технологии строительства малоэтажных деревянных домов предусматривает значительное использование деревянной двутавровой балки для выполнения различных видов перекрытий.

Для полов: прогиб деревянной балки по всей плоскости незначительный, что обеспечит бесшумность напольного покрытия. Физические параметры двутавровых балок придают лагам пола дополнительную жесткость.
Для стен: успешно применяется для стеновых перекрытий, прочностные характеристики обеспечивают длительную комфортную эксплуатацию, а ассортимент размеров - универсальность применения для различных видов панелей.
Для потолка: используется в качестве стропильной системы при монтаже крыши. Низкая степень деформации данного типа строительного материала обеспечивает надежность и долговечность конструкции.
Для опалубки при бетонировании: дополнительное использование в качестве монолитной опалубки обеспечивает высокое качество бетонных конструкций и удобство пользования. Срок службы таких вспомогательных приспособлений также значительно выше, чем у обычного варианта.

Видео о том как устанавливать деревянные двутавровые балки:

Заключение

Деревянная двутавровая балка - универсальный строительный материал широкой области применения. Высокие прочностные характеристики обеспечивают отличное качество и долгий срок службы конструкций. Дополнительные специальные пропитки делают древесину устойчивой к разрушительному влиянию микроорганизмов и насекомых, обеспечивают соблюдение противопожарных нормативов, при этом сохраняя натуральные свойства древесины.

Каркасный метод строительства жилых домов - перспективная отрасль, позволяющая за относительно невысокую стоимость получить на выходе здание, ничем не хуже традиционных кирпичных. За рубежом, при помощи такой технологии возводятся практически все жилые малоэтажные дома (около 80% от общего числа новостроек), в нашей стране такой метод пока - нововведение. Большое значение при таком строительстве имеет качество основного несущего перекрытия, для изготовления которого и используется деревянная двутавровая балка. Стоимость общих затрат на постройку каркасного дома можно снизить до 20% при самостоятельном изготовлении балок необходимого сечения.

Система деревянных двутавровых балок для конструкций стен, крыш и перекрытий
Двутавровые деревянные балки имеют легкий вес и точные размеры, обладают высокой несущей способностью. Балки не подвержены усадке, кручению, прогибам и другим геометрическим дефектам. При монтаже деревянных двутавровых балок не нужно использовать подъемную и другую специальную технику.
Двутавровые балки STEICO joist, STEICO wall удобны при монтаже, легко обрабатываются обычным режущим ручным и электрическим инструментом.

Использование деревянных двутавровых балок позволяет уменьшить тепловые мосты и сократить потери тепла.

Стенка двутавровых балок STEICO joist, STEICO wall изготавливается из твердой плиты NFB, обладающей наибольшей прочностью на изгиб.

Полки балок изготовлены из специально обработанной, высушенной и отсортированной по прочности древесины. Стенки балок изготовлены из особо прочной твердой древесноволокнистой плиты. Возможно изготовление полок балок из LVL бруса.
Расстояние между полками балок может быть заполнено изоляционным материалов из мягкой древесноволокнистой плиты, что значительно снижает эффект теплового поста.
Для защиты балок от воздействия насекомых и для обеспечения пожаробезопасности они могут быть обработаны огне- био защитными составами.

Двутавровые деревянные балки STEICO joist применяются для монтажа стропильной системы, межэтажных перекрытий, строительства каркасов домов.
Балки STEICO joist имеют малый вес, при этом обладают большой несущей способностью. Класс качества древесины, используемой при производстве балок STEICO joist - L36, имеет прочность на разрыв 22 H/мм2
Деревянные двутавровые балки STEICO joist производятся длиной до 16 метров, что особенно важно при монтаже кровельных систем и межэтажных перекрытий.
Важным вопросом при строительстве дома остается монтаж систем водоснабжения, канализации, вентиляций и электропроводки. Использование балок STEICO joist позволяет осуществлять монтаж инженерных коммуникаций внутри перекрытий.

Технические характеристики

Двутавровые деревянные балки STEICO wall применяются для строительства каркасов зданий, монтажа внутренних и наружных стен, а также при реконструкции или утеплении. Использование балок STEICO wall позволяет получить идеально ровную конструкцию внутренних или наружных стен.
Класс качества древесины, используемой при производстве балок STEICO wall - L17, имеет прочность на изгиб 11 H/мм2

Технические характеристики

Деревянные перекрытия, сделанные своими руками в частном доме, имеют плюсы и минусы. К плюсам можно отнести экологические свойства древесины. Ее природное тепло, текстуру и запах. К тому же, при возведении перекрытия на деревянных балках не требуется применение специальной техники. Бревно – не бетонная плита, которую нужно поднимать и укладывать с помощью автокрана. Минусы также вытекают из свойств древесины. Под воздействием температуры и влаги дерево способно «двигаться». В отличие от монолитного или плитного перекрытия, деревянное не является сплошным. Это означает, что тепло- и звукоизоляция деревянных конструкций должна быть выполнена по всем правилам. Только тогда тепло и звук не будут проходить между этажами.

Что такое шум и звукоизоляция

Потери тепла через перекрытие и крышу, согласно принятым нормам в строительстве, могут составлять 15%. На пути своего восхождения оно проходит сквозь зазоры и щели в потолке. Вместе с теплом вверх и вниз по щелям прогуливаются звуки и шумы. Если на уровне границы между этажами правильно провести весь цикл изоляционных мер, то можно выстроить надежную преграду теплу и звукам одновременно.

Шумы и звуки по своей физической природе – это волновая вибрация. Она может порождаться:

акустическими звуками. Это человеческая речь, музыка, звуки животных, переданные вживую или посредством теле-, радиоаппаратуры или компьютера. Степень защиты от акустических шумов (индекс Rw), должна быть не ниже 45 децибел для межэтажных перекрытий;
звуками от ударов. Например, стук каблуков, звуки от упавших предметов или от сдвигания мебели. Степень проникновения звуков от стука и ерзания (индекс Lmw) в жилом помещении не должны превышать предельный уровень в 66 децибел;
звуки от нагрузок на несущие конструкций и крепежные элементы в них. Это всевозможные скрипы винтов, болтов, с помощью которых собрано деревянное перекрытие.

Шумы и звуки легко распространяются в пространстве. Они также могут проходить и сквозь материалы перегородок. Препятствия звуку нужно выстраивать не только между основными несущими деревянными конструкциями, но и отсекать шум от соприкосновения со всеми поверхностями. Это относится и к балкам, и к деревянным материалам отделки потолка и пола.

Добиться низкой слышимости в смежных по вертикали помещениях можно, даже если перекрытие выполнено из дерева. Для этой цели необходимо понимать природу шума. А современные материалы и строительные технологии помогут вам получить наилучший результат.

Деревянное перекрытие на балках

Несущие конструкции из дерева часто используются в качестве прокладки. Для идеальной изоляции звука это не очень хорошо. Ведь дерево само по себе является проводником звука. Тем более, если балки опираются на стены, которые принимают на себя и проводят шумы. Значительно снизить проходимость шумов по балкам между этажами можно. Для этого нужно изолировать балки от соприкосновения со стеной с помощью рубероида.

Если это кирпичная стена, то концы балок необходимо обмотать рубероидом. В места, где балки опираются на кирпичную стену положить рубероид, а поверх него – тонкую деревянную прокладку.

Должен получиться такой «пирог»: кирпич – уплотнение из рубероида – прокладка из дерева – конец балки в кольце из рубероида – воздушный проем – стена.

Этот же принцип относится к стенам из любого каменного, бетонного или композитного материала.

Подобный метод укладки балок применим и для домовых, мансардных и балконных стен из дерева. С той лишь разницей, что в случае с деревянной стеной достаточно простой обмотки балок рубероидом в местах соприкосновения со поверхностью. Рубероид или гидроизол отсекают беспрепятственное проникновение шумов и звуков по стене через балку. Если толщина перекрытия без учета отделки потолка и пола равна высоте балки, то эта мера существенно изменит конечные индексы Rw и Lmw в лучшую сторону.

Второй вариант устройства деревянных межэтажных перекрытий – положить лаги по балкам. Затем на эти лаги будет укладываться пол. Черновой или основной. В данном случае, гораздо легче отсечь звуки, передающиеся по стенам. Для этого необходимо просто подготовить лаги такого размера, чтобы они не доходили до стены на 15 – 25 мм и уложить их поперек балок. Тогда стена не будет вплотную примыкать к полу.

Воздушные проемы между стеной и балками, а впоследствии и полом, будут заполнены звукоизоляционным материалом. Его мягкая структура будет гасить звуковые колебания стен и не пропустит их к полу. Плинтус нужно будет крепить к стене, а не к полу. Он также не будет проводником звука.

Ленточной полоски из войлока, пропитанного антисептиком, вполне достаточно, чтобы звук от стен задержался на балках.

Важно!
Верхняя сторон бесшумных балок должна быть обязательно изолирована войлочной прокладкой, независимо от того, лежит пол на балках или же на лагах.

Совет!
Работы по изоляции перекрытия от «ударного» звука нужно начинать с деревянных балок.

Часть звуковых волн способна проникать между этажами по стенам. Очень важно изолировать деревянные балки от стены. Тогда часть шума можно отсечь уже на этом этапе. Взаимная шумоизоляция верхнего и нижнего помещения по такой технологии будет гораздо эффективнее.

Деревянное перекрытие дома

Материалы для звукоизоляции перекрытий из дерева

На этапе возведения конструкций необходимо позаботиться о снижении воздействия ударных шумов. Следом можно переходить к изоляции акустического звука. Для этой цели вам понадобятся мягкие, волокнистые, пористые материалы. Их структура не отличается монолитностью. Благодаря внутренним пустотам волокнистые и пористые материалы поглощают акустические звуки и шумы.

К таким материалам относятся маты из минеральной ваты, базальтовые и древесноволокнистые плиты. Эти материалы обладают отличными свойствами поглощения акустических звуков.

Важно!
Главное требование – их плотность не должна быть ниже, чем 50 кг/м3.

Материалы с меньшей плотностью просто не смогут «запутать» и поглотить звуки в своей толще. Перекрытие должно быть не менее 250 мм. Из них минимум 150 мм нужно отводить для слоя из волокнистых матов.

Еще одним типом материалов для шумоизоляции являются рулонные настилы. Например, из войлока или пробки. Они тоже очень хорошо поглощают шумы. К настилам можно отнести и тяжелую звукоизоляционную мембрану на основе минералов. Несмотря на достаточно тонкий слой от 2-х до 4-х мм, все рулонные настилы отлично зарекомендовали себя именно на деревянных конструкциях.

Правила звукоизоляции мягкими материалами

Прежде, чем начать работы по шумоизоляции перекрытия из дерева, нужно тщательно обработать древесину антисептиком. Причем обработке подлежат все деревянные элементы, которые задействованы в процессе. К нижней части вертикальной стороны балки крепим рейку 30х40 или 40х50 мм. Пространство между ними зашиваем доской не тоньше 25 мм. Причем, крепим ее не к балкам, а к рейке.

Оборачивая балки, настилаем и крепим пароизоляцию. Выводим ее края на стену с загибом не менее 100 мм. Поверх балок набиваем войлочные полосы. Затем все пространство между балками тщательно заполняем волокнистыми матами. Укладываем их плотно между собой, но не прижимаем сверху. Можно не набивать полоски из войлока по верхним торцам балок. Тогда войлочный настил необходимо расстелить поверх балок и утеплителя с прогибом между балками.

Теперь снизу можно подшивать потолок из гипсокартона или другого отделочного материала. Например, вагонки или доски. Основание для потолка в нижней комнате уже подготовлено. Сверху перекрытия у вас тоже все готово для устройства полов. Нашиваем доску 40х150 мм с шагом 150 мм. Поверх нее можно расстелить слой теплоизола. Но только в том случае, если поверх него вы будете укладывать половую доску или фанеру 20 или 25 мм под ковролин. Если же вы планируете застелить чистовой пол ламинатом или паркетом, то теплоизол не нужен. Для паркета будет своя выравнивающая подложка. Тогда достаточно просто набить поверх доски толстую фанеру, как основание для чистового пола.

Волокнистые материалы лучше поглощают высокие частоты, а настилы – низкочастотные шумы. Чтобы добиться идеального шумопоглощения, нужно сочетать поэтапную укладку одних и вторых.

Звукоизоляция с помощью песка

Принцип этой технологии заложен в свойствах материала. При легком встряхивании он способен спрессовываться. Звуковая волна встряхивает песок и, переходя в механическое движение, гасится. Это, во-первых. Во-вторых, песком создается масса в перекрытии, которая не пропускает шумы. В-третьих, шумоизоляция с песком гораздо эффективнее поглощает все частоты – и высокие, и низкие.

Единственное отрицательное свойство такого метода – общее утяжеление конструкции перекрытия. Чтобы перекрытие надежно эксплуатировалось, балки должны быть прочными и мощными.

На балки необходимо нашить рейки в нижней части, как и в предыдущем варианте. Затем зашить пространство доской или толстой фанерой и обшить пароизоляцией. Теперь закрома для песка готовы.

Совет!

Для лучшего связывания перекрытия можно уложить поперечные лаги, сделав в них вырезы под балки. Лаги, лежащие поперек, образуют вместе с балками коробы. Они гораздо меньше, чем в первом случае. И их легче будет засыпать песком.

Таким образом, вы сделали не черновой пол, а основание для засыпки. Но эти доски или фанера способны не только стянуть каркас перекрытия. По ним можно ходить и выполнять засыпку. Песок еще обладает свойством накапливать тепло. Подобный материал в перекрытиях будет и защитой от шума, и хорошей теплоизоляцией.

Засыпать песок нужно не полностью, а оставлять от 30 до 50 мм свободного пространства для проветривания. Затем нужно набить войлок на каркасные лаги и можно стелить толстую фанеру. Она будет основой для чистового пола.

Звукоизоляция перекрытия песком

Черновой или плавающий пол?

Улучшить звукоизоляцию можно и при помощи чернового или плавающего пола. Но только улучшить, а не заменить. Черновой пол – это та самая фанера поверх поперечных досок по балкам или лагам. Поверх фанеры, покрывающей доски, укладывается войлок сплошным настилом, а затем – основной пол.

Плавающий пол – это дополнительная шумоизоляция, он тоже представляет собой слой из фанеры. Только в этом случае, фанера не крепится ничем, а просто лежит на войлочных полосках или сплошном текстильном настиле. Листы фанеры соединяются только между собой через нижнюю подкладную рейку. Этот способ исключает соприкосновение пола и балок. Подобным способом стелят покрытия в мансардах и на чердаках

Идея!
Есть еще один способ улучшения защиты от звуков – увеличить толщину перекрытия.

На утепленный и изолированный от шума потолок нашить рейку по абрису балок. Вставить в промежутки волокнистую плиту. Подшить пароизоляцией и опять проложить гипсокартон, который будет для лицевой отделки. При такой технологии индекс Rw будет не менее 54, а показатель Lnw – не выше 66.

Ксения Скворцова. Главный редактор. Автор.
Планирование и распределение обязанностей в команде контент-производства, работа с текстами.
Образование: Харьковская Государственная Академия Культуры, специальность «Культуролог. Преподаватель истории и теории культуры». Опыт работы в копирайтинге: С 2010 года по настоящий момент. Редактор: с 2016 года.