Производство деревянной двутавровой балки в домашних условиях

Содержание

Как сделать деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками — пошаговая инструкция

Такие опорные элементы широко применяются в строительной сфере, особенно при обустройстве различных перекрытий. В продаже имеется несколько вариантов двутавровых балок, в производстве которых используется «чистая» древесина и материалы на ее основе. Средняя цена – 230 руб/п.м. – довольно приемлемая для большинства индивидуальных застройщиков.

Но есть ряд вопросов, которые наводят на мысль – а не проще ли изготовить деревянный двутавр своими руками? Во-первых, не возникнет проблемы с его транспортировкой, во-вторых, с подгонкой по месту установки. Ведь придется довольствоваться лишь тем, что предлагает рынок.

Как организовать самостоятельное «производство» деревянных двутавровых балок, что учесть – тема предлагаемой статьи.

Объяснять читателю отдельные нюансы изготовления балок двутавровых бессмысленно. Например, как сделать своими руками пазы для установки стоек. У каждого хозяина свой инструмент (цепная пила, фрезы или иное) и методика.

Но несколько замечаний общего плана лишними не будут:

Даже для перекрытий один и тот же двутавр использовать не стоит. Необходимо сделать точный расчет нагрузок. Деревянные балки имеют небольшой вес, но вот какой они сами способны выдержать? Поэтому если сборка и ведется своими руками, то определение оптимальных параметров двутавровой опоры лучше доверить профессионалу.
Перед началом «конструирования» все образцы из древесины следует высушить. Еще неизвестно, где и при каких условиях материал хранился до того, как был куплен. Несоблюдение этой рекомендации может привести к тому, что смонтированная двутавровая балка через некоторое время деформируется.

Выбор материала

Понятие древесина – общее. Что именно целесообразно использовать при изготовлении своими руками двутавровых балок?

Практика показывает, что лучше, если он будет клееный (о его характеристиках и преимуществах читайте здесь). Такие заготовки менее всего подвержены деформации. Если почитать различные описания готовой продукции, то практически все производители уверяют потенциального покупателя, что их строй/материал (наряду с другими достоинствами) не впитывает жидкости, следовательно, не разбухает и не гниет. Хотя даже далекий от этой сферы человек прекрасно понимает, что как ни обрабатывай древесину, полностью исключить влагопоглощение невозможно.

Немаловажен и вопрос о породе. Автор не собирается заниматься агитацией, а предлагает лишь вспомнить, как строили наши предки. Наиболее проблемная часть любого сруба – нижний венец. Его нужно было максимально оградить от воздействия влаги. Поэтому для него всегда брали лиственницу. Это дерево, в отличие от других хвойных пород, содержит не просто смолу, а особую. Она придает материалу уникальные свойства. Например, при намокании древесина становится только прочнее. Ну а что именно использовать – на усмотрение домашнего мастера.

Практика малоэтажного строительства показывает, что наиболее используемые типоразмеры двутавровых балок следующие:

Остается добавить, что минимально допустимое сечение бруса (мм) – 35 х 25. И это лишь для опалубки. Если использовать такой двутавр в качестве перекрытия, то заготовки придется монтировать как можно плотнее, а это – повышенный расход древесины. Следовательно, брус необходимо брать большего сечения.

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.

Как правило, на это мало кто обращает внимание. Хотя все клеи отличаются друг от друга, в том числе, и токсичностью

Вот это и следует учесть. При выборе средства нужно ознакомиться с его составом, особенно если предполагается монтаж перекрытий из двутавровых балок в жилом строении. Рекомендация простая – чем меньше «химии», тем лучше.

Деревянные двутавровые балки: характеристика и особенности

Любой из строительных элементов может характеризоваться как с положительной, так и с отрицательной стороны. У балок двутавровых деревянных есть целый ряд недостатков, однако обладание многими достоинствами позволяет выгодно выделить данный материал среди остальных.

Двутавровые балки технические характеристики имеют следующие:

Способность выдерживать огромную нагрузку. Этому способствует характерное двутавровое сечение, обладающее повышенной характеристикой по сравнению с прямоугольными или круглыми сечениями. Кроме того, двутавровые балки, технические характеристики которых обладают высокой нагрузочной способностью, могут иметь самые разные размеры, что дает возможность выбора оптимальной длины для перекрытия большого пролета.
Простой процесс монтажа. За счет особой конструкции изделия и небольшой массы можно быстро и просто произвести монтажные работы без использования Вес балок двутавровых значительно меньше, нежели у железобетонного или металлического изделия, по этой причине работа с такими материалами существенно удешевляется и упрощается.
Экономичная целесообразность. За счет относительно малой высоты сечения двутавровых древесина расходуется более экономно.
Низкий уровень теплопроводности. По сравнению с изделием из стали или железобетона, деревянные конструкции задерживают тепло и препятствуют проникновению холода.

Размеры материала позволяют без труда справиться с нагрузкой, придают и другие отличительные технические свойства, за счет которых длительная эксплуатация и высочайшая нагрузка на двутавровые балки не приводит к изменению геометрических ее параметров, не вызывает деформации и растрескивания, что существенно продлевает срок службы самой конструкции.

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

цокольные,
межэтажные,
чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

балки,
подшивное перекрытие,
изоляционные слои,
накат,

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

Если устанавливаются балки перекрытия в деревянном доме, следует учитывать его усадку в течение года после возведения. Избежать деформации вследствие этого можно следующим способом: сочленения брусьев с наружными стенами закрепляются не жестко, а концы брусьев обрезают под 60º. В кирпичных стенах делают по-другому: в процессе возведения предусматривают специальные гнезда для закладки бруса. Между его концом и кирпичом должна находиться пропитанная битумом подкладка.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.

Порядок изготовления деревянной балки двутавровой

Подразумевается, что материалы просушены, отбракованы и готовы к использованию.

Планки

Наиболее важный технологический этап. От того, насколько точно произведена разметка, зависят долговечность двутавровой балки и ее способность держать расчетную нагрузку. Даже малейший перекос стенки будет иметь самые негативные последствия. Выборка древесины в брусе должна вестись строго по осевой линии заготовки. Это и учитывается при разметке деревянной детали под двутавровую балку. Причем независимо от линейных параметров планки.

Часто встречающийся вопрос – какова глубина паза в брусе? Здесь нужно ориентироваться на габариты стенки. Рекомендуемая выборка дерева – порядка 10% от длины двутавровой балки.

Стенка

Так как она устанавливается в пазы, подготовленные в брусе, соответствующие кромки листа (плиты) следует немного стесать.

Сборка двутавровой балки

Сам процесс изготовления, когда все грамотно организовано, много времени не занимает.

Промазка клеем пазов в планках.
Установка в заготовку, которая является нижней, листовой или плитной стенки.
Накладка бруса сверху, прижим и выравнивание.

Особенность работы

Необходимо не только добиться плотного прилегания всех частей двутавровой балки, но и избежать их перекоса в процессе высыхания клея. Для этого следует использовать любое «железо» с соответствующим профилем. Можно взять готовый швеллер по размерам планок, согнуть листовой металл, придав ему нужную форму. Останется лишь эти детали наложить на собранную двутавровую балку снизу и сверху и зафиксировать хомутами или обмотать веревкой, как кокон.

Практические рекомендации

Расчет параметров двутавровой балки в зависимости от нагрузки лучше доверить профессионалу. Собрать ее своими руками несложно, а вот самостоятельно определить необходимые параметры (к примеру, толщину, ширину заготовок) сможет лишь специалист в этой области. Сэкономив на оплате его услуг, впоследствии можно потерять значительно больше на капитальном ремонте.
Не следует использовать изделия, изготовленные по единому шаблону, для разных условий применения. Опять-таки, из-за возможных отличий по предельной нагрузке.
Покупная древесина, даже промышленной осушки, характеризуется определенным уровнем влажности. Перед тем, как приступать к «конструированию» двутавровых балок и их сборке своими руками, пиломатериалы следует некоторое время выдержать в условиях, где они дополнительно просохнут. В противном случае есть риск, что после установки опорного элемента его поведет, а вместе с ним и всю конструкцию.
Производительность можно существенно повысить, если правильно организовать работу по изготовлению двутавров. Независимо от размеров балок, все они имеют идентичную конструкцию. Следовательно, целесообразно процесс подготовки разбить на несколько этапов. Например, раскрой материалов, шлифовка образцов, их обработка препаратами (антипирены, антисептики) и так далее. При выполнении однотипных операций экономия времени налицо. В этом случае на изготовление одного двутавра уйдет минут 15, не больше.
Решение использовать для стенки доску – не совсем правильное. Рекомендованные выше материалы из фрагментов дерева (фанера, OSB) в процессе изготовления подвергаются «горячему» прессованию. Значит, характеризуются большой плотностью. А вот о древесине такого не скажешь. Поэтому доска при сборке двутавровой балки используется крайне редко – при небольшой высоте изделия, и то, по необходимости. Причем берутся только плотные породы, а они стоят довольно дорого. Да и их защита от впитывания влаги потребует более интенсивной обработки. Вывод – такое решение экономически неоправданно.

Собственно, ничего сложного ни на этапе подготовки, ни в процессе сборки двутавровой балки своими руками нет. Если инженерные расчеты сделаны грамотно, с учетом всех особенностей эксплуатации, то самодельный опорный элемент получится ничуть не хуже заводского. А главное – в точности подойдет по месту установки.

Двутавровые каркасные дома

Каркасный дом имеет немало преимуществ: он простой и дешевый в строительстве, прочный и долговечный. При его возведении может использоваться двутавровая балка, которую можно сделать и самостоятельно.

Двутавровая конструкция

Использование двутавровых балок в каркасном строительстве

В малоэтажном каркасном строительстве металлические балки используют редко. Обычно специалисты применяют деревянные двутавровые изделия. Они представляют собой две полки из дерева, которые соединены стойкой из фанеры, ЛВЛ либо ОСП. Такие балки заменяют классические деревянные перекрытия из бруса.

Они позволяют существенно увеличить вариабельность форм постройки. Например, двутавровые балки применяются при возведении зданий, в которых предусматривается создание большой комнаты. При помощи обычных досок сделать надежное перекрытие в подобных домах не получится.

Используются двухтавровые балки в каркасном строительстве не только при создании перекрытий, но и при монтаже пола, каркаса.

Технология строительства двутавровых каркасных домов

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

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

Конструкция каркасного дома

Область применения двутавра

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

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

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

Преимущества и недостатки

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

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

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

Двутавровый каркасный дом имеет такие недостатки:

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

Балка для каркаса своими руками

Как сделать двутавр своими руками

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

Двутавр создается по такому алгоритму:

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

Самостоятельное изготовление двутавровой балки может значительно снизить себестоимость строительства (на 20% и более). Но для создания таких изделий нужны навыки и опыт. Если нет уверенности в своих силах, то стоит обращаться к специалистам.

На нашем сайте представлен перечень надежных компаний Москвы и других городов РФ, которые оказывают услуги по строительству каркасных домов из двутавра.

Загрузка…

Прочностной расчет деревянной двутавровой балки

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

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

Условия для расчета:

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

ДЕРЕВЯННАЯ ДВУТАВРОВАЯ БАЛКА 300

Характеристики

Момент инерции 9 476,5 см4

Момент сопротивления 631,8 см3

Модуль упругости 12 000 МПа

Расчетное сопротивление 22,0 МПа

Цена за м.пог: 260 р Вес м.пог: 3,95 кг Качество: высокое Изготовение: 2-3 дня

СУХОЙ БРУС СЕЧЕНИЕМ 100Х240

Характеристики

Момент инерции 11 520,0 см4

Момент сопротивления 960,0 см3

Модуль упругости 9 000 МПа

Расчетное сопротивление 14,0 МПа

Цена за м.пог: 336 р (розница 14 400 р/м3) Вес м.пог: 10,8 кг Качество: низкое Изготовение: неизвестно

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

Преимущества двутавровых балок

В отличие от традиционных деревянных балок двутавровые состоят из нескольких элементов, что дает определенные преимущества.

Что такое двутавровая балка перекрытия

Цены на двутавровые балки

~~Двутавровые балки~~

За счет того, что полки разнесены далеко друг от друга, двутавр имеет очень большой момент инерции. Если использовать под балки традиционные квадратные брусья и двутавры с одинаковым сечением, то последний держит в семь раз большие усилия на изгиб, а деформация у него в тридцать раз меньше. Вывод – применение по время сборки нагруженных элементов зданий вместо брусьев двутавров позволяет минимум в семь раз уменьшать расход дорогостоящих пиломатериалов, дома стоят значительно дешевле и при этом по прочности намного превосходят традиционные.

По своим характеристикам брус заметно проигрывает двутаврам

К основным преимуществам можно отнести следующие характеристики.

Прочность на изгиб вдоль оси

Мы специально обратили внимание на направление изгибающего усилия, показатели прочности двутавровой балки очень неодинаковы. Максимальное усилие двутавры выдерживают только при определенном направлении изгибающего момента, это всегда надо помнить и учитывать при монтаже

Как только нарушится положение элемента или изменится направление усилия, конструкция резко теряет первоначальную прочность. При правильном положении верхняя полка двутавровой балки должна работать на сжатие, а нижняя на растяжение. Стенка держит лишь незначительные переменные напряжения.

Стабильность геометрических размеров. Деревянный двутавр изготавливается из реек и плиты ОСП, эти материалы соединены таким способом, что изменение размеров в результате колебания влажности невозможно. Плиты ОСП-3 влагоустойчивые и не реагируют на повешение влаги. Это позволяет им компенсировать незначительные колебания параметров реек из натурального дерева. Более дорогие деревянные двутавры изготавливаются из клееной древесины, что исключает даже теоретическую вероятность возникновения деформации. Еще одно преимущество двутавров объясняется законами сопротивления материалов. Такие сечения в тридцать раз устойчивее квадратных, что дает возможность конструкциям не менять геометрию во время эксплуатации.

Оптимальное отношение веса к прочности. Геометрический профиль двутавровых балок позволяет им выдерживать большие нагрузки на изгиб при минимальном весе. Площадь сечения балки примерно в семь раз меньше площади сечения квадрата, выдерживающего такие же нагрузки. За счет этого облегчаются монтажные работы перекрытий, уменьшается количество необходимых дорогостоящих пиломатериалов. Можно назвать еще один плюс – снижение нагрузок на несущие стены и фундаменты, но оно настолько незначительно, что во время расчетов игнорируется.

Технологичность использования. Для монтажа двутавров нет необходимости использовать грузоподъемные механизмы и оборудование. Балки могут перекрывать пролеты длиной шесть метров, при этом никаких дополнительных подпорок не требуется, а прогиб не превышает допустимых значений.

Изготовление деревянных двутавровых балок своими руками