Балка для перекрытия: Балки перекрытия — виды, особенности, устройство

Содержание

деревянные двутавровые и железобетонные виды.Технические требования к металлическим и бетонным балкам, их монтаж

Строительство домов обычно ассоциируется со стенами, потолком и крышей, с фундаментом. Но все эти и прочие составные части не смогут нормально функционировать без балок перекрытия, поэтому им следует уделить повышенное внимание даже в частном строительстве.

Что это?

Знание устройства балки перекрытия и ее целевого назначения очень важно. Без учета подобных моментов совершенно невозможно построить дом выше одного этажа. Необходимость балок перекрытий нельзя ставить под сомнение. Общеизвестно, что на потолки вешают люстры и крепят декоративные конструкции, а по полу верхних этажей ходят люди, не говоря уже о нагрузке, создаваемой мебелью и бытовой техникой, а также другим имуществом.

Это все не может быть удержано строительными конструкциями, если не будет балок перекрытия. Они играют роль своеобразного особо прочного скелета, связывающего разные по высоте ярусы. Вплоть до конца XIX века единственным вариантом организации такого скелета были деревянные и металлические конструкции.

Сейчас для этой цели широко используется железобетон. Выкладка балок при строительстве должна производиться со скрупулезной тщательностью даже в том случае, если сооружают частный дом или дачу. Ничтожные с виду перекосы могут привести к обрушению всех конструкций. Разумеется, необходимы и точные расчеты. Давно уже никто не полагается всерьез на глазомер и интуицию строителей.

Достоинства и недостатки

Однако технологии не стоят на месте. Рано или поздно возникает вопрос, нельзя ли обойтись без балок, упростить строительство. В результате технического поиска были созданы так называемые безбалочные перекрытия. Самый частый вариант подобной конструкции – выложенные последовательно однотипные плиты и панели либо плита монолитного исполнения. Они отличаются:

  • высокой крепостью;
  • стойкостью к огню;
  • изначальной заводской готовностью;
  • повышенной технологичностью.

Но не стоит полагать, что по этим показателям балки сильно уступают безбалочным конструкциям – при грамотной работе разница невелика. Более того, безбалочные плиты весьма трудно и дорого перевозить, загружать и разгружать. Потребитель оказывается привязанным к их стандартным габаритам при подборе величины пролета. Но есть и плюс: монолитная бетонная поверхность, залитая непосредственно на объекте, обычно отличается лучшим качеством.

Виды

Для частного строительства особого смысла нет отказываться от балок перекрытия. Другое дело, какими конкретно они будут. Широкое распространение получили железобетонные конструкции. Они позволяют эффективно распределить нагрузки, создаваемые полом верхнего этажа на несущие элементы. Железобетон весьма крепок и устойчив. Но эти достоинства сильно омрачаются большой массой и сложностью монтажных работ. В большинстве случаев не получится обойтись без специальной техники, а она существенно удорожает возведение любой постройки.

По этой причине балки из железобетона применяют в основном там, где нагрузки заведомо окажутся очень высокими:

  • в транспортных объектах;
  • в многоквартирных домах;
  • в крупной промышленности;
  • в офисных зданиях;
  • в спортивных сооружениях.

У железобетонных балок может различаться сечение (общая величина и форма). В зависимости от метода изготовления выделяются следующие изделия:

  • сборный железобетон, изготавливаемый на заводе;
  • балки, подготавливаемые на самой строительной площадке;
  • сборно-монолитные изделия (объединяют два прежних формата).

Деревянные двутавровые балки считаются легкой и весьма прочной конструкцией. Такое изделие считается инновационным, но только в нашей стране, ведь за границей подобные конструкции вполне привычны. Важнейшим достоинством деревянного двутавра является простота изготовления – сделать его можно даже дома без применения сложных инструментов. Внешний вид не совсем привычен для строителей, так как перегородки очень тонкие.

Однако инженеры смогли, используя законы физики, повысить прочность изделий до максимума. Сверху балка работает на изгиб, а снизу принимает растяжение. Специалисты особое внимание уделяют строгости геометрии двутавровых элементов. Благодаря этому последующий монтаж напольного покрытия или потолочных конструкций многократно упрощается. Дополнительно сокращаются общие расходы на строительство.

Довольно широкое распространение получили металлические балки перекрытий. Причина проста: металл доступен и отличается большой крепостью. В основном для изготовления конструкции используется качественная сталь. Важно знать, что в очень массивных домах, где нагрузка довольно велика, из стали формируют двутавр. Он позволяет максимально однородно распределить нагрузку.

Внимание следует уделить так называемым номерам балок, которые обозначают размер. Например, номер 10 можно использовать только как направляющий, а вот 16 – это уже полноценная опора. Наряду со сталью широкое распространение получил и алюминий. Он весьма устойчив к вредным химическим воздействиям, однако хуже, чем сталь, переносит механические воздействия.

По этой причине индустриальные постройки в основном подразумевают использование стальных балок. Частное же домостроение чаще всего ведется с помощью алюминиевых конструкций. Дело не только в легкости материала, но и в отсутствии необходимости делать специальную антикоррозийную обработку. Если ни металлические, ни бетонные балки не устраивают владельца по какой-либо причине, то стоит присмотреться к клееным конструкциям. Это проверенная временем разновидность балочных элементов.

В основном цельносклеенный блок выполняется из ели, кедра, сосны или лиственницы. Последний вариант является самым прочным и наиболее устойчивым к внешним воздействиям. Однако он весит намного больше, чем его аналоги. Склеивание древесины оказывается куда привлекательнее использования монолитного массива. Прежде чем начать склеивать, любой дефектный участок удаляется, поэтому конструкция оказывается прочнее и стабильнее.

К тому же клееные балки соответствуют требованиям высокотехнологичного строительства, так как изделия обрабатываются на высокоточных механизмах. Исключается деформация и растрескивание в процессе транспортировки и хранения. Мало того, качественный клееный блок сохранит свои габариты в течение штатного периода использования. Огнестойкость клееной древесины заметно больше, чем у массивных элементов.

Декоративные свойства у нее довольно велики. Внимания заслуживает, впрочем, и применение сборно-монолитного перекрытия. В большинстве случаев у них есть частые ребра. Обычно для изготовления перекрытий применяют легкие балки из железобетона.

Их образует каркас из стальной арматуры. Это пространственное изделие опирается на железобетонную прямоугольную балку. Также используются блоки, содержащие пустоту, куда заливается монолитный бетон. Пустотный блок выполняется из следующих вариантов:

  • специальной керамики;
  • газосиликата;
  • полистиролбетона;
  • чистого бетона.

Преимуществом сборно-монолитных решений является отличная звукоизоляция и теплозащита. Проложенные внутри каналы позволяют без особых трудностей расположить любые коммуникации. Еще одним достоинством описываемого решения является то, что оно может использоваться в самостоятельном строительстве. Часторебристые сборно-монолитные перекрытия:

  • легче пустотных плит;
  • позволяют отказаться от использования стяжки под пол;
  • позволяют не использовать кран;
  • помогут накрыть сложные помещения с эркерами, выступами;
  • применимы в наиболее труднодоступных участках;
  • оказываются дешевле пустотного и монолитного железобетона;
  • переносят нагрузку до 1 тыс. кг на 1 кв. м.;
  • позволяют создавать мощные несущие перемычки.

Тавровые балки из стальных горячекатаных сплавов в плане напоминают букву «Т». Важно знать, что недостатком этих конструкций является малая прочность. Их применяют преимущественно в легких сооружениях, например, таких как лестница, подвал, теплица, гаражи. Даже в обычном жилом доме тавровая балка не пригодна для формирования несущих перекрытий. По этой причине на практике гораздо лучше применять OSB.

Такое сокращение обозначает деревянный двутавр. Ориентированная стружечная плита отлично подойдет и для каркасных, и для блочных, и для деревянных домов. Также она используется и в кирпичных постройках. Важно знать, что OSB окажется оптимальным выбором, если длина стропил превышает 5 м. Поставленная на нее крыша будет стабильно использоваться много лет, а общая стоимость конструкции приятно порадует владельца.

Наибольшая длина пролета достигает 12 м. Современные технологические решения позволяют гарантировать соблюдение проектной геометрии. Работа с балками OSB возможна в любой сезон. Внутри можно проложить различные инженерные коммуникации. Судя по оценкам специалистов, монтировать подобные изделия в 5 или даже 10 раз менее трудоемко, чем железобетонный монолит.

Для межэтажных пролетов более 6 м применяются только двутавровые балки из бруса категории LVL, при этом стыковка брусков с помощью клея не производится. Отпадает потребность проводить «мокрые» работы. Лучшее сырье – хвойные породы. Что касается балок из газобетона, то они считаются весьма экономичным и относительно удобным в работе решением.

Газобетон надежен и прочен, отлично переносит колебания температуры. Гарантируется перенос всех принимаемых нагрузок на фундамент и несущие стены. Судя по отзывам, газобетонные элементы помогают предотвратить сильные шумы, повышают они и качество теплоизоляции. А вот деревянные межэтажные перекрытия в газобетонном доме использовать вряд ли разумно по нескольким причинам:

  • наибольшая длина пролета между несущими стенами – максимум 6 м;
  • придется использовать антисептики и антипирены;
  • лимитировано расстояние, разделяющее смежные балки.

В числе инновационных конструкций заслуживают внимания композитные балки перекрытия. Они создаются на основе стеклопластика, из которого в последнее время производится множество разнородных продуктов. Область применения стеклопластиковых балок примерно та же, что и у металлических аналогов, при этом общая масса в 4 или 5 раз ниже.

Такие изделия делают многие российские компании. Пригодны они и для чердачного помещения.

Сдвоенные с проставками балки используются в двухэтажных жилых домах из керамзитобетонных блоков. Обычно для этого применяются спаренные доски величиной 1,5х0,5 м. Чтобы исключить скрипы, доски пробиваются гвоздями либо затягиваются саморезами. Шаг балок при этом должен быть 0,6 м при условии применения обычных утеплителей. Металлодеревянные балки считаются универсальным решением.

Гармонично объединяется крепость металла и относительная легкость дерева. Подобная конструкция обеспечивает быстрое и не слишком затратное строительство. Экономятся ресурсы, а вместе с тем и деньги. Исключается появление отходов. Контурные балки можно применять в самых разных случаях, но это решение уже потребует особо тщательных расчетов.

Технические требования

Для балки очень важен такой показатель, как максимальная длина без опор. Простейший способ определить его – воспользоваться онлайн-калькулятором. Во внимание принимаются:

  • размеры пролетов;
  • способы закрепления конструкций;
  • величина нагрузки согласно проекту.

Важно знать, что для определения шага и сечения балок используются специальные таблицы. При подборе несущих участков учитывается их толщина: в деревянном доме она составляет от 0,1 до 0,2 м. Определяя длину балок, кроме расстояния, разделяющего стены, добавляются 0,2-0,25 м на двустороннее опирание. Простая деревянная балка в длину может составлять до 6 м. При изготовлении из клееного дерева этот показатель вырастает до 9 м.

Подбор перекрытий для каркасного дома куда сложнее, чем для деревянного жилища. Дело в том, что ошибки могут оказаться намного серьезнее. Строители, не имеющие опыта или работающие непрофессионально, могут совершить немало промахов. Необходимую информацию можно почерпнуть из СП 31-105-2002. Независимо от массы давящей нагрузки, категорически нельзя использовать сырую древесину, так как иначе можно столкнуться с трещинами. Дерево придется обязательно обеззараживать и обрабатывать смесями, препятствующими возгоранию.

Балки должны крепиться на верхние обвязки несущих стен или на прогоны. Нельзя уменьшать сечение элементов, запиливая вырез, чтобы стыковать изделия с обрезкой. Стальные опоры балок должны по высоте совпадать с самими балками. И металлические, и бетонные балки:

  • не должны иметь ржавых и жирных пятен;
  • соответствуют требованиям ГОСТ по отклонениям от плоскостности, прямолинейности;
  • соответствуют эталонам отделки;
  • содержат материал с определенной прочностью на сжатие.

Расчет

Ниже представлен простой пример расчета деревянных балок. Плотность хвойной древесины для обычных помещений должна составлять 500 кг. Во влажной комнате и в открытых уличных постройках этот показатель равен 600 кг. Устойчивость к продольной нагрузке составляет 10 тыс. мегапаскалей, а к поперечной – примерно в 50 раз меньше.

Расчетная нагрузка определяется путем умножения нормативного показателя на коэффициенты надежности.

Проверка прочности балки производится по максимальному изгибающему моменту. Для этого нужно разделить напряжение на рассчитанный момент сопротивления. Должно получиться не менее 13 МПа. Для отбора сечения ориентируются на необходимый момент сопротивления. Важно знать, что, например, в случае деревянного дома, не говоря уже о более сложных конструкциях, лучше поручить все вычисления профессионалам.

Монтаж

Плиты кладут обычно на металлические балки поверх цементного слоя. Металлические или бетонные балки длиной 5-7,5 м требуют армирования стальной проволокой 0,02 м диаметром. Она кладется в середине пролета. Если сам пролет имеет длину 7,6-9 м, то армирование проводится через каждые 2,5-3 м. Чем шире пролет, тем выше должны быть стальные балки. Деревянные конструкции используются по 1 шт. на 1 кв. м.

Для металлических сооружений этот показатель составляет 1 шт. на 2 кв. м. Чтобы упростить фиксацию опалубки, применяются телескопические стойки. При использовании деревянной опалубки необходимо исключать отсутствие щелей. Монтаж плитного перекрытия на балки из металла гораздо проще, чем на бетонное или кирпичное основание.

Стоит отказаться от металлической балки, если конструкция должна опираться на невысокую кирпичную стену, так как это слишком дорого. Кроме того, можно спровоцировать растрескивание стены. В большинстве случаев перегородки опираются на несущие каркасы. Сборные железобетонные плиты преимущественно монтируются на металлический двутавр.

О том, как правильно установить деревянную балку перекрытия, смотрите в следующем видео.

разновидности конструкций и требования к ним, параметры для расчёта балок

Правильность подбора балок и точность проведенных замеров являются решающим этапом, от которого напрямую зависит надежность всей несущей конструкции. Балки перекрытия изготавливают после расчета их основных параметров – длины и сечения. Длина определяется шириной перекрываемого помещения, а сечение выбирается согласно шагу установки, нагрузке и длины пролета. На расчете этих параметров и выборе типа балок стоит остановиться более детально.

Деревянные балки перекрытия

Лаги перекрытия должны отвечать таким основным требованиям, как прочность, пожаробезопасность, жесткость. Расчеты этих элементов проводятся исходя из применяемого материала.

Деревянные балки

Виды деревянных балок перекрытий

Все деревянные перекрытия разделяются по назначению, виду материала изготовления и сечению. По назначению лаги бывают:

  • межэтажными;
  • чердачными;
  • подвальными;
  • цокольными.

Перекрытия из бруса между этажами должны характеризоваться высокой прочностью и надежностью. В полость между полом и потолком монтируются паро- и звукоизоляционные материалы. Потолок обшивается желаемой отделкой, а сверху настилается пол и напольное покрытие. Перекрытие чердака может быть задействовано в виде элемента крыши и являться частью стропильной системы. Также оно может быть смонтировано в виде независимого элемента. Чтобы исключить выход тепла через чердачное перекрытие, обязательно применяют тепло- и пароизоляционные материалы.

Для перекрытия подвалов и цоколей необходимо использовать элементы с высокой прочностью, способные выдерживать высокие нагрузки. Перекрытия такого типа также оснащаются паро- и теплоизоляторами, чтобы избежать попадания холодного воздуха из подвала.

Балочное перекрытие пролета может быть выполнено из цельного либо клееного бруса. Для первого варианта используется древесина твердых пород. Однако такие элементы имеют существенный недостаток, который сводится к ограниченной длине в 6 м. Клееные балки для длинных пролетов являются более предпочтительными, поскольку имеют более высокую прочность, привлекательную внешность и большую предельную длину до 20 м.

Сечение бруса для перекрытия бывает следующих типов:

  • квадратное;
  • прямоугольное;
  • двутавровое;
  • круглое.

Брус с квадратным сечением является самым невыгодным. Объясняется это тем, что квадрат меньше всего подходит под эпюру усилий в лаге. Оптимальным вариантом для рассматриваемых целей считаются лаги, имеющие прямоугольное сечение, при этом во время монтажа короткая сторона располагается по горизонтали, а длинная – по вертикали. Таким образом балка имеет более высокую прочность.

При двутавровом сечении лага имеет уширение в верхней и нижней части, а в середине она уменьшена до минимально возможных параметров. Лаги такого типа позволяют сократить расход дерева и использовать его более рационально. Однако подобные балки приобрести непросто, поскольку для них характерна высокая сложность изготовления. Поэтому и в строительстве они встречаются нечасто. Кругляк в основном используется для обустройства чердаков. Исходя из диаметра лаги такого типа могут иметь высокую устойчивость на прогиб.

Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции

Деревянный брус или привычная для всех доска могут иметь длину 4-6 м и уступают клееному брусу по перекрываемому расстоянию. Балки перекрытия из дерева своими руками часто применяются в строительстве, для чего задействуют доски, скрепленные между собой. В отличие от цельного бруса они могут иметь более высокие показатели прочности. Кроме этого, толщину таких балок можно изменять посредством сращивания досок.

Деревянные элементы скрепляют при помощи болтового соединения с прокладкой резиновых либо пластиковых шайб. Последние исключают воздействие на металлический крепеж влаги и предотвращают образование коррозии, а также не дают гайке вдавливаться в древесину во время затяжки.

Клееный брус

При необходимости повысить прочность и длину балок при организации перекрытия во время монтажа их скрепляют между собой. Балки перекрытия из клееного бруса, в отличие от традиционных, соединяются из нескольких брусьев клеевыми составами еще на стадии производства. Толщина такого элемента определяется количеством слоев склеиваемого посредством пресса материала. Изготовление балок таким способом придает дополнительную прочность.

При склеивании брус сохраняет все исходные качества древесины, т.е отлично удерживает гвоздь, поддается резке и пилению. Однако клееный материал имеет высокую стоимость, по сравнению с традиционными балками. Поэтому, прежде чем приобретать его для перекрытия, нужно взвесить все “за” и “против” и убедиться, что без него не обойтись. Такой вид балок часто применяется для монтажа арочных перекрытий, где они себя оправдывают.

Поскольку клееные перекрытия смотрятся достаточно привлекательно, их часто даже не зашивают потолком, в результате чего они являются своеобразным элементом декора. Клееный брус наделен такими основными преимуществами:

  • простой монтаж;
  • возможность перекрывать большие пролеты;
  • небольшой вес;
  • стойкость к деформациям.

Древесина для изготовления балок

Различные строения и дома небольших размеров возводятся с применением несущих балок из хвойных деревьев. Если же такую древесину достать проблематично, то можно применить, например, дуб, акацию и др. Основное требование, предъявляемое к древесина, – это невысокая влажность (12-14%). При больших показателях этого параметра лаги могут прогибаться под воздействием нагрузки.

Если для перекрытия чердачного типа используется древесина местных деревьев, со временем ее прочность будет только повышаться. Объясняется это тем, что с годами она хорошо высохнет и по рабочим характеристикам не будет уступать перекрытию из металла.

Плюсы и минусы перекрытия из дерева

Прежде чем приступить к обустройству лаг и определиться с тем, какой брус использовать для перекрытия, нужно ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами рассматриваемого материала. Преимущества перекрытий из дерева таковы:

  • привлекательность по сравнению с другими материалами;
  • малый вес, что позволяет снизить нагрузки на стены и основание дома;
  • возможность выполнения монтажа без привлечения дополнительной техники.

Однако стоит учесть и минусы:

  • легкая воспламеняемость дерева и необходимость обработки специальными средствами;
  • меньшая прочность по сравнению с конструкциями из железобетона и металла;
  • усыхание и деформация при температурных изменениях и влажности;
  • неустойчивость к гниению и грибкам при высоком показателе влажности, что требует применения антисептиков.

Расчеты

Расчет деревянных балок перекрытия требуется при возведении различных строений, где нужно перекрыть какую-либо площадь, например чердак либо несколько этажей. Только при правильных расчетах можно быть уверенным в надежности и долговечности конструкции.

Требования к деревянным балкам перекрытий

Деревянные балки должны отвечать ряду требований:

  • быть стойкими к воздействию огня;
  • иметь хорошую прочность и жесткость;
  • не иметь больших дефектов и повреждений в структуре древесины;
  • сечение должно соответствовать параметрам перекрытия.

К тому же есть требования, которые предъявляются непосредственно к материалу балок. Для рассматриваемых целей предпочтительнее использовать древесину хвойных пород. В ней содержится большое количество смолы, что улучшает стойкость к воздействию различных микроорганизмов. Важным моментом является регион выращивания и время заготовки древесины.

Для балок лучшей считается та древесина, которая росла в северных регионах и была заготовлена в конце зимы. Связано это с тем, что в этот период дерево «спит», сокодвижение практически отсутствует и в древесине сосредоточена меньшая влажность по сравнению с другими периодами.

Основные исходные положения для расчета размеров

Поскольку на элементы рассматриваемой конструкции возлагаются несущие функции, то, чтобы выяснить количество и размер бруса для перекрытия, следует придерживаться следующей последовательности действий:

  • замеряют пролет, который предполагается перекрывать;
  • определяются со способом, которым лаги будут фиксироваться к стене;
  • рассчитывают нагрузку, прилагаемую к несущему элементу во время эксплуатации;
  • подбирают межбалочное расстояние и сечение согласно табличным данным.

Расчет нагрузки на перекрытие

В течение всего периода эксплуатации лаги должны иметь способность выдерживать не только собственный вес, но и вес пола, расположенную на нем мебель, людей и пр. Поскольку нагрузка на балку определяется типом перекрытия, все расчеты должны быть проведены заранее еще на этапе планирования.

Сперва необходимо учесть вес самих балок. Если взять, например, чердак, для утепления которого будет задействована минеральная вата, то конструкция должна выдерживать нагрузки минимум 50 кг на 1 м² (Рсобств). Для точного расчета нагрузки следует обратиться к нормативным документам.

Если перекрытие чердака выполнено из дерева с применением пенопласта либо минваты для утепления, то, основываясь на СНиП 2.01.07-85, эксплуатационную нагрузку (Рэкспл) следует рассчитывать таким образом: 70*1,3=90 кг/м², где 70 – нагрузка согласно нормативам, а 1,3 – коэффициент запаса. Общая расчетная нагрузка подсчитывается по следующей формуле: Робщ=Рсобств+Рэкспл=50+90=130 кг/ м².

Определение сечения и шага деревянных балок

Расчет шага укладки бруса на перекрытие можно провести посредством изменения длины балок. Поскольку сечение и длина взаимосвязаны между собой, они и рассчитываются одинаково. Во многих случаях высота лаги зависит от толщины используемого теплоизолятора. Высота может составлять 100-300 мм, а ширина 40-200 мм. Применяя круглое бревно как элемент перекрытия, его диаметр выбирают от 110 до 300 мм.

Что касается шага установки балки, размеры минимального параметра должны составлять 300 мм, максимального – 120 см. В процессе расчета не стоит забывать о ширине теплоизолятора и подшивки. При необходимости совершают подгонку для более простого монтажа. Если возводится каркасное сооружение, то шаг установки балок берут таким же, как промежуток между стойками каркаса дома.

Балки монтируют согласно расчетам, от правильности значений которых напрямую зависит продолжительность эксплуатации и надежность готовой конструкции. Все расчетные работы должны проводиться специалистами с соблюдением соответствующих норм.

Длина деревянных балок

Длина балок перекрытия определяется характеристиками будущего строения. При проведении вычислений следует принимать во внимание, что длина лаг должна выбираться согласно ширине пролета, который предполагается перекрывать. Поскольку балки входят в стену на определенную длину, для их надежного закрепления к расчетной длине нужно прибавить дополнительную с учетом стеновых материалов:

  1. В кирпичную стену лаги заводят на 150 мм.
  2. В домах из дерева их углубляют на 70 мм.

Длина бруса может быть такой же, как сам пролет, при условии использования специального крепежа. В этом случае на металлические элементы возлагается весь вес несущей системы и общей нагрузки. Оптимально нужно предусмотреть запас по 200-250 мм для опирания с двух сторон. Исходя из предполагаемой конструкции перекрытия определяют, будут ли лаги выступать через стены наружу. Если это так, то к ним крепят стропила, образуя таким образом скат крыши. При монтаже такой конструкции лаги должны выходить за стену на 300-500 мм.

Если требуется смонтировать балки для пролета до 6 м, задействуют брус либо обрезную доску. Для больших помещений используют брус клееного типа или возводят дополнительные (промежуточные) опорные элементы. Если нужно перекрыть пролет, превышающий 6 м, то можно задействовать деревянные формы.

Деревянные балки перекрытия – как правильно использовать, усиление для балок

В современном строительстве деревянные балки перекрытия используются наравне с железобетонными или металлическими деталями. Независимо от разновидности они должны соответствовать своему назначению, надежно распределять нагрузку от крыши, стен, расположенных выше предметов мебели, коммуникаций.

Из чего делают деревянные балки перекрытия?

Для данной цели преимущественно применяют древесину хвойной породы. Лучше всего подходит лиственница, сосна или ель. Оптимальная величина влажности материала – до 14%. Пиломатериалы с большим количеством сучков выбраковывают. Балки перекрытия из дерева распространенных лиственных пород обладают меньшей прочностью и долговечностью. Волокна древесины должны располагаться вдоль длины. Перед монтажом обязательно деревянные элементы обрабатывают огнестойкими составами и антисептиками.

Характеристики деревянных балок перекрытия

При неправильном выборе деревянные балки для перекрытия могут прогибаться или разрушиться в точках заделки. Хорошо высушенная древесина хвойных пород обладает приемлемыми характеристиками для использования в качестве элементов перекрытия:

  1. При нормальных режимах эксплуатации плотность древесины составляет 500 кг/м³, для улицы и влажных помещений – 600 кг/м³.
  2. Предел прочности хвойных пород на изгиб – около 75 МПа.
  3. Деревянные балки просты в использовании.
  4. Благодаря небольшому весу конструкции из древесины оказывают меньшую нагрузку на основание дома.
  5. Возможность самостоятельной установки без применения дополнительных дорогих материалов.
  6. Мелкий ремонт можно производить в процессе эксплуатации.
  7. Меньшая стоимость в сравнении с железобетонными плитами.
  8. Хорошая ремонтопригодность.
  9. Отлично подходят для возведения частных коттеджей с небольшой величиной пролета.
  10. Дерево – экологически чистый материал.

Минусы деревянных балок перекрытия:

  1. Нужна обязательная обработка антисептиками против воздействия грибков и плесени.
  2. Дерево – горючий материал, поэтому требует обязательной пропитки огнеупорными составами.
  3. Не подходят для зданий с большими пролетами.
  4. Уступают по допустимой нагрузке железобетонным конструкциям.
  5. Лиственные породы плохо подходят для использования в качестве балок перекрытия.
  6. Перепады температуры могут приводить к деформации деревянных элементов.
  7. При влажности более 14% повышается риск критического прогиба.

Размеры деревянных балок перекрытия

Выбор сечения зависит непосредственно от шага установки и длины пролета. Если планируете производить перекрытие по балкам из древесины, то минимальные размеры можно выбирать из таблицы в зависимости от расчетной нагрузки. Размеры прямоугольных брусьев по ширине – 4-20 см, по высоте – 10-30 см. Диаметр оцилиндрованного бревна выбирают в пределах от 11 до 30 см.

Размеры допустимой нагрузки на перекрытия:

  1. Для не нагруженного чердачного помещения – 130-150 кг/м².
  2. Используемое чердачное помещение – до 250 кг/м².
  3. Межэтажные перекрытия – 350-400 кг/м².

Размеры деревянных двутавровых балок:

  1. Поперечные габариты – от 65х200 мм до 85х280 мм.
  2. Высота балок ДДБ – от 200 до 320 мм.
  3. Сечение бруса – 42х85 мм.
  4. Длина – до 6 м.

Виды деревянных балок перекрытия

В общей смете на строительство стоимость данных работ доходит до 15-20%. Чердачное перекрытие по деревянным балкам разрешает сократить расходы, уменьшить трудозатраты, отказаться от использования аренды грузоподъемных механизмов. Для монтажа быстровозводимых зданий в частном секторе отлично подходят брусья и бревна из хвойных пород. Можно использовать их современные аналоги из клееного материала и OSB-плит, прочных и долговечных металлодеревянных изделий.

Доска для перекрытия

Размеры и характеристики используемого материала следует подбирать, исходя из длины пролета и расчетной нагрузки. Возводя перекрытие первого этажа по деревянным балкам, нужно помнить, что на прочностные характеристики и жесткость большее влияние оказывает высота сечения, а не его ширина. При длине до 4 м разрешается применение толстой качественной доски ходовых размеров – 50х200 мм, 50х100 мм. При длине пролетов от 6 м лучше приобретать более подходящие конструкции из железобетона.

Двутавровая балка перекрытия

Двутавры производятся из клееного сухого бруса (влажность до 8%) и OSB-плит. Материалы сращиваются под прессом при помощи клея (D4 или аналогов). Далее конструкция для крепости усиливается метизами, обрабатывается огнезащитными составами и антисептиками. Балки на перекрытия данного типа стоят дороже природного обработанного бруса, но обладают следующими плюсами:

  1. Сравнительно легкий вес.
  2. Двутавровые деревянные балки перекрытия имеют высокую прочность и надежность.
  3. Отличная точность размеров.
  4. Низкая теплопроводность.
  5. Деревянные балки из OSB-плит имеют огнебиозащитное покрытие первой степени.
  6. Экологичность в пределах нормы.

LVL-брус

Этот материал получают путем склеивания нескольких подготовленных листов древесины. Технология разрешает получать изделия большой длины, что помогает возводить перекрытие второго этажа по деревянным балкам с меньшим количеством опор. При этом в финале конструкция будет обладать значительно меньшим весов в сравнении со стропильной системой из природной доски или бруса.

Плюсы LVL-бруса:

  1. Балочные перекрытия из LVL-бруса обладают повышенной прочностью.
  2. Небольшая масса
  3. Однородность структуры.
  4. Влагостойкость.
  5. Большой спектр размеров (толщина 21-75 мм, ширина 40-1000 мм, длина до 12 м и больше).
  6. Возможность получения бруса разной оригинальной формы.
  7. Удобство в работе.

Минусы LVL-бруса:

  1. Деревянные LVL-балки перекрытия из клееной доски менее экологичны.
  2. При использовании некачественного LVL-бруса существует риск расслаивания материала.

Комбинированная балка

Тандем стальных деталей и древесины существенно расширяет спектр использования материалов в строительстве. Стандартное перекрытие по деревянным балкам в газобетонном доме не всегда может удовлетворить заказчика. Металлодеревянные комплектующие являются более универсальными деталями, они обеспечивают легкость и повышенную надежность системы, риск усыхания при этом снижается. Современная МД-балка представляет собой сборную конструкцию из деревянной рамы, скрепленную вместе зубчатыми металлическими пластинами и кронштейнами.

Плюсы МК-балок:

  1. Комбинированные деревянные балки перекрытия разрешают возводить пролеты до 10 м без дополнительных перегородок.
  2. Исключено провисание.
  3. Облегчается скрытый монтаж коммуникаций, процесс утепления и звукоизоляции.
  4. Уменьшение количества крепежа.
  5. Высокая точность при сборке.

Четырехкантовый брус

Используемые в строительстве несущие балки в зависимости от числа продольных обработанных сторон делятся на двухкантные, трехкантные и четырехкантные брусья. Четырехугольная форма является более универсальной. Обработанные со всех сторон калиброванные заготовки можно использовать в открытых местах, где внешний дизайн играет роль. По ширине и толщине прямоугольного сечения размеры четырехкантного бруса лежат в пределах 100-250 мм. Помимо квадратной формы нередко используются балки 125х150 мм, 150х200мм или другие вариации.

Лафет для крыши

Данный материал представляет собой двухкантный опиленный с двух сторон брус, который укладывается при строительстве в горизонтальной плоскости. Две остальные его стороны имеют округлую форму. Лафет – традиционный элемент несущих конструкций для срубов в скандинавских странах, делают его преимущественно из сосны и лиственницы. Двухкантные брусья являются, по сути, промежуточными звеньями между профилированными заготовками и оцилиндрованным бревном.

Оцилиндрованное бревно

Перед тем как попасть на строительство такие балки перекрытия проходят несколько стадий обработки. Вначале торцуют края, затем в станках при помощи фрезеровочной каретки снимается лишняя древесина для придания заготовке максимально цилиндрической формы. В финале происходит вырезание пазов, облегчающих стыковку деталей, и подгонка детали до требуемой длины. Благодаря правильной геометрической форме и удобным технологическим вырезам оцилиндрованное бревно по свойствам приближается к профилированному брусу.

Устройство перекрытия по деревянным балкам

По прочности и другим показателям опоры из древесины уступают железобетонным конструкциям, но они вполне успешно исполняют свою функцию при соблюдении технологии в зданиях до 4-х этажей. Несущие балки перекрытия делают длиной до 5-6,5 м. Для удобства их укладку осуществляют в каменных домах с шагом, кратным размеру строительного блока. Глубина размера гнезда под опору – 0,6-0,8h (где h является высотой балки). Стандартное значение 180-200 мм, минимальное – 150 мм. Зазор от торца балки до поверхности стены – 3-6 мм.

Существуют следующие виды заделки деревянных балок перекрытия:

  • глухая;
  • открытая;
  • соединения встык;
  • соединение вразбежку.

Усиление деревянных балок перекрытия от прогиба

Дополнительные работы по упрочнению несущих конструкций производятся при ухудшении состояния древесины, появлении прогиба с показателями более 1:300, при перестройке чердаков под мансарду. Перекрытие чердака по деревянным балкам можно усилить следующими способами:

  1. Установка деревянных накладок с обеих сторон бруса в поврежденных местах при помощи сквозного крепления болтами.
  2. Установка металлических пластин или прутковых протезов, обработанных антикоррозийными растворами.
  3. Армирование углеволокном – наклеивание ленты из углепластика в несколько слоев для увеличения жесткости балок.
  4. Усиление торцов балки протезами из дерева или древесины в местах стыка. Используются швеллеры, арматура, стальная полоса, прутья.
  5. Установка шпренгельных затяжек – использование стержневой конструкции для создания искусственного растягивающего усилия.
  6. Установка под проблемные деревянные балки дополнительных опор.
  7. Использование дополнительных балок.
  8. Уменьшение нагрузки на перекрытие за счет внесения изменений в конструкцию кровли.

 

Двутавровые балки перекрытия деревянные:инструкция по монтажу

Традиционно в качестве балок перекрытия используются доски, брусья и металлопрокат. Эти материалы, кроме достоинств, имеют и существенные недостатки: большой вес и дороговизну, сложность монтажа. В Америке с середины пятидесятых годов для создания межэтажных и чердачных перекрытий применяются деревянные двутавровые балки, а с недавних пор и в нашей стране такая технология начинает пользоваться успехом. Что представляют собой двутавровые балки, какие у них реальные физические и эксплуатационные характеристики?

Двутавровые балки перекрытия деревянные

Двутавровые балки перекрытия деревянные

Содержание статьи

Преимущества двутавровых балок

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

Что такое двутавровая балка перекрытия

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

По своим характеристикам брус заметно проигрывает двутаврам

К основным преимуществам можно отнести следующие характеристики.

  1. 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.
    Физико-механические свойства двутавровых деревянных балок

    Физико-механические свойства двутавровых деревянных балок

  2. 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.
    Благодаря стойке из ОСП и способу крепления элементов, двутавровая балка практически не подвержена деформации

    Благодаря стойке из ОСП и способу крепления элементов, двутавровая балка практически не подвержена деформации

  3. 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.
    Использование двутавровых балок позволяет снизить нагрузки на перекрытия и фундамент строения

    Использование двутавровых балок позволяет снизить нагрузки на стены и фундамент строения

  4. 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.
    Двутавровые балки отличаются небольшим весом, что значительно упрощает их монтаж и позволяет сэкономить на помощниках

    Двутавровые балки отличаются небольшим весом, что значительно упрощает их монтаж и позволяет сэкономить на помощниках

Виды балок

Отечественная классификация отличается от общепринятой европейской только названиями, линейные и физические параметры почти одинаковые.

Таблица. Разновидности двутавровых деревянных балок

Серия балки Краткое описание
NJ

NJ

Европейский стандарт, стойка из плиты ОСП толщиной 10 мм. Общая высота двутавра 302 мм или 241 мм, полки размером 38×64 мм.
NJH

NJH

Размер полок 64×38 мм, стойка из ОСП 3 толщиной 10 мм. За счет того, что ширина полки в два раза больше толщины, удается увеличить площадку для вбивания метизов при фиксации различных дополнительных элементов перекрытия. Эти полки можно использовать для облегчения монтажа утеплителей и инженерных систем: электрической проводки, кабелей и т. д.
NJU

NJU

Высота балки 302 мм или 241 мм, толщина плиты ОСП 10 мм. Имеет увеличенные полки размером 89×38 мм, за счет чего возрастает фактическое сопротивление усилиям на изгиб. Двутавр изготавливается по европейским стандартам.
БДК

БДК

Полки 38×64 мм, высота двутавра 302 мм и 241 мм. Рекомендуется применять для перекрытия небольших по длине пролетов, часто используются как дополнительные перемычки для увеличения жесткости конструкции и уменьшения размеров незаполненных пролетов. Аналог европейской серии NJ. Отличия – при изготовлении применяются не те клеящие составы, физические характеристики ОСП не в полной мере отвечают нормативным актам.
БДКУ

БДКУ

По линейным размерам похожи на европейские балки NJH, размер полок 64×38 мм. Высота балки может быть 241 мм, 302 мм, 356 мм и 406 мм. Высота выбирается с учетом исходных данным по нагрузкам и типу утеплительных материалов.
СДКУ

СДКУ

Полки 38×64 мм, высота 140. Стойка из ОСП толщиной 10 мм. Балки с небольшой высотой рекомендуется применять для сооружения внутренних межкомнатных перегородок.
БДКШ

БДКШ

Высота 241 мм, 302 мм, 256 мм, 406 мм, 457 мм, полки 89×38 мм. Могут применяться не только во время строительства частных домов, но и больших по площади коммерческих или производственных помещений.
СДКШ

СДКШ

Полки 89×38 мм, высота 140 мм. Легкая серия, чаще применяется как вертикальная стойка, может выдерживать значительные усилия на сжатие.

На какие параметры обращать внимание при расчетах

Каждая двутавровая балка перекрытия может выдерживать определенную максимальную нагрузку. Во время проектирования специально предусматривается дополнительный запас прочности в пределах 40–50% — это позволяет полностью исключать вероятность появления аварийных ситуаций из-за грубых нарушений технологии строительства. Какие исходные данные нужны для расчетов?

  1. Максимальные значения нагрузки на перекрытие. Определяется нагрузка на одну балку, составляется эпюра усилий и на основании полученных данных по таблицам подбирается сечение.
  2. Длина пролета перекрытия. При расчетах этот параметр нужно увеличить и предусмотреть площадки для упора двутавровых балок.
    Расчет шага балок в зависимости от длины пролета

    Расчет шага балок в зависимости от длины пролета

Шаг двутавров принимается стандартным 60 см и согласуется с размерами утеплителей из минеральной ваты. Из специальной таблицы архитекторы для расчетов используют осевой и статический момент инерции, для определения расстояния между балками учитывается радиус инерции. Прогиб вычисляется исходя из нормативной и расчетной нагрузки, длины перекрытия и расчетного сопротивления. При этом соблюдается обязательное условие, что прогиб деревянной двутавровой балки перекрытия не может превышать 1/250 ее длины.

Расчет прогиба балок

Расчет прогиба балок

Как изготовить двутавр своими руками

Сразу предупреждаем, что для выполнения таких работ надо иметь электрические деревообрабатывающие инструменты и солидный опыт плотника. Двутавровые балки – несущие элементы повышенной ответственности, любые отклонения между расчетными и фактическими параметрами становятся причиной очень серьезной ситуации – нарушение устойчивости перекрытия. Мы рассмотрим самый простой вариант изготовления элементов, применять которые можно только на различных хозяйственных пристройках.

Двутавровые балки можно изготовить самостоятельно, что позволит сократить строительную смету

Двутавровые балки можно изготовить самостоятельно, что позволит сократить строительную смету

Предварительно подготовьте рабочее место. Понадобится длинный стол, его размеры должны отвечать параметрам изготавливаемых балок. Стол делайте из подручных материалов, главное чтобы поверхность была максимально ровной. К нему потом прибиваются специальные доски для соединения элементов балки в единую конструкцию.

Шаг 1. Подсчитайте количество и закупите необходимые пиломатериалы. Для балки надо иметь брус с размерами, соответствующими серии двутавра, плиту ОСП 3, столярный клей и небольшие гвоздики или специальные скобы. В упрошенном варианте клей не применяется, но опытные строители настоятельно рекомендуют не пропускать этот важный производственный этап. Это очень негативно отражается на показателях прочности бруса.

Для начала нужно подготовить инструменты и материалы для работы

Для начала нужно подготовить инструменты и материалы для работы

Шаг 2. Подготовьте рейки. Точно посередине следует вырезать канавку глубиной примерно 10 мм и шириной в соответствии с толщиной плиты. Промышленное производство предусматривает сложный профиль канавки, такой же вид придается и кромкам плиты ОСП. За счет этого существенно увеличивается сила сцепления полок со стойкой. Если у вас нет такого оборудования и набора фрез, то канавку можно делать прямоугольной. Соответственно, кромки плиты также не фрезеруются. Длина реек должна отвечать размерам пролета, ширина и высота выбирается в зависимости от предполагаемых нагрузок.

В рейках вырезают продольные канавки по толщине плиты

В рейках вырезают продольные канавки по толщине плиты

Практический совет. В связи с тем, что кустарно изготовленные двутавры могут иметь существенные отклонения по прочности на изгиб, увеличивайте их размеры минимум на 50%. Лучше пусть немного возрастет расход пиломатериалов, чем потом устранять сложные последствия обвала перекрытия.

Шаг 3. Обильно намажьте канавку столярным клеем. Можно использовать ПВА, он на практике показал неплохие свойства, с ним легко работать. Кроме того, по стоимости этот материал не оказывает большого влияния на общую цену самостоятельно изготовленных двутавров.

Пазы промазывают клеем

Пазы промазывают клеем

Шаг 4. Вставьте в паз подготовленный кусок плиты ОСП. Он должен входить с небольшим натяжением, добиться этого можно за счет уменьшения ширины канавки. Если у вас плита толщиной 10 мм, то для вырезания паза берите фрезу шириной не более 9 мм. Дело в том, что непрофессиональные станки невозможно точно отрегулировать, у них всегда будет биение. Как результат – девятимиллиметровая фреза будет давать канавку шириной 9,5–10 мм. В нашем случае это не проблема – плита будет прочно держаться в пазу.

Вставляют заготовку из ОСП

Вставляют заготовку из ОСП

Забивайте плиту через небольшой отрезок доски, в противном случае кромка начнет крошиться. Внимательно следите, чтобы ОСП входила по всей длине до упора, плоскости должны быть строго параллельными. Если длина ОСП недостаточна, то надо использовать два куска плиты. В месте соединения подбейте их в торец до плотной стыковки.

Куски плиты плотно стыкуют

Куски плиты плотно стыкуют

Шаг 5. Посадите на место вторую верхнюю рейку. Технология ничем не отличается от вышеописанной.

На ОСП надевают верхнюю планку

На ОСП надевают верхнюю планку

Шаг 6. Переверните двутавр набок и закрепите его в подготовленных шаблонах на столе. Расстояние между досками должно точно отвечать высоте двутавра, прибивайте их ровно по линии. Если двутавр немного не входит, то это значит, что рейки не до конца вошли в плиты, поправьте их положение, добейте элементы молотком.

Двутавр укладывают между шаблонами из досок

Двутавр укладывают между шаблонами из досок

Шаг 7. Закрепите скобами рейки и плиты, расстояние между креплениями примерно 20–25 см.

Рейки и плиты скрепляют скобами

Рейки и плиты скрепляют скобами

Шаг 8. Переверните двутавр обратной стороной, зафиксируйте его между досками и опять скрепите элементы скобами. Двутавр собран, теперь его надо аккуратно уложить на ровную площадку для полного высыхания клея. Желательно балки хранить под навесом.

Готовые балки выкладывают на ровную поверхность и оставляют до полного высыхания клея

Готовые балки выкладывают на ровную поверхность и оставляют до полного высыхания клея

Если в перекрытиях планируется прокладка коммуникаций, в балках предварительно высверливают отверстия соответствующего диаметра. После монтажа двутавров сделать это будет затруднительно, к тому же, есть риск нарушить конструкцию.

Сверление отверстий для коммуникаций

Сверление отверстий для коммуникаций

Цены на OSB (ориентированно-стружечные плиты)

OSB (ориентированно-стружечные плиты)

Правила фиксации двутавров на перекрытиях

Мы уже упоминали, что нарушения технологии изготовления и монтажа перемычек всегда имеет очень неприятные последствия, поэтому не нужно экспериментировать, соблюдайте проверенные временем правила. Балки перекрытия могут фиксироваться несколькими способами.

  1. На специальные металлические кронштейны. Элементы крепятся к несущей стене, на опорные полки устанавливаются балки и прикручиваются саморезами.
    Крепление с помощью кронштейнов

    Крепление с помощью кронштейнов

  2. С упором на стену, который может быть открытым или закрытым. При первом способе балки лежат на поверхности стен и кладочными материалами не заставляются. Второй вариант предусматривает кладку кирпича или блоков до выравнивания с верхней полкой.
    Монтаж с упором на стену

    Монтаж с упором на стену

Советы при покупке

Внимательно проверяйте качество двутавров, это очень ответственные элементы. При превышении нагрузки простой брус вначале прогнется, а только потом трескается. Это позволяет вовремя заметить и устранить проблему. Двутавровая деревянная балка в таких ситуациях не прогибается, а сразу разрушается, последствия аварии могут быть трагическими. На что следует обращать внимание в первую очередь?

  1. Наличие гнилых сучков, заболони, больших трещин. Полки двутавров должны изготавливаться только из древесины не ниже первого сорта.
    Для полок двутавров используют древесину не ниже 1 сорта

    Для полок двутавров используют древесину не ниже 1 сорта

  2. Большие щели в местах соединения реек с плитой. Такая ситуация указывает, что изделия делались на неисправном деревообрабатывающем оборудовании и по качеству не отвечает заявленным стандартам.
    Между полкой и стенкой балки не должно быть щелей

    Между полкой и стенкой балки не должно быть щелей

  3. В стыке между рейкой и плитой ОСП нет клея. Засохший состав должен быть по всей длине двутавра. Если его нет, то это свидетельствует о нарушение рекомендованной технологии.
    В качественных балках пазы под стойку обязательно промазываются клеем

    В качественных балках пазы под стойку обязательно промазываются клеем

Рекомендуется во всех случаях требовать сертификат качества, в нем должны быть указаны не только технические параметры, но и реквизиты производителей.

Цены на различные виды бруса

Брус

Заключение

Не бойтесь использовать современные строительные технологии, они дают возможность ставить долговечные и удобные дома при значительном уменьшении сметной стоимости. Двутавровые балки можно применять не только для перекрытия — их используют и при строительстве стропильной системы, несущих каркасов деревянных строений различного назначения и т. д.

Видео — Двутавровые балки перекрытия деревянные

К сожалению, отечественная строительная промышленность и технологии отстают от зарубежных на несколько десятилетий. То, что в развитых странах используется давно, для нас считается новинкой. Вы кратко узнали о физических характеристиках двутавровых балок, познакомились с технологией их изготовления и использования. Теперь следует воплощать свои знания в жизнь, начинайте с расчета стропильной системы, замените брусья двутавровыми балками перекрытия. Как делаются расчеты можно прочитать в статье на нашем сайте.

Двутавровые балки перекрытия – что узнать перед использованием? + Видео

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

1 Первое знакомство с двутавром

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

Первое знакомство с двутавром

Профиль с сечением по форме буквы «Н»

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

2 Особенности классификации и маркировки

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

Особенности классификации и маркировки

Двутавровые балки перекрытия

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

3 Достоинства и недостатки такого металлопроката

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

Достоинства и недостатки такого металлопроката

Внутренние грани полок двутавра с уклоном

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

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

4 Правила калькуляции двутавров

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

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

Правила калькуляции двутавров

Таблица размеров двутавра

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

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

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

5 Усиление своими руками – делаем безопасно

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

Усиление своими руками – делаем безопасно

Выбор двутавра с нужной несущей способностью

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

Балка двутавровая деревянная для перекрытий: как сделать 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.

Двутавровые деревянные балки своими руками

Двутавровые деревянные балки своими руками

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.
    Двутавровые деревянные балки своими рукамиДвутавровые деревянные балки своими руками
  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.
    Двутавровые деревянные балки своими рукамиДвутавровые деревянные балки своими руками

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.

Двутавровые деревянные балки своими руками

Двутавровые деревянные балки своими руками

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.

Двутавровые деревянные балки своими руками

Двутавровые деревянные балки своими руками

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.

Двутавровые деревянные балки своими руками

Двутавровые деревянные балки своими руками

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.

Важно! Стойкость к нагрузке определяется толщиной перегородки и шириной полки. Эти сведения приводятся в описании двутавра для перекрытий.

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.

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.

Двутавровые деревянные балки своими руками

Двутавровые деревянные балки своими руками

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.

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.
    Двутавровые деревянные балки своими рукамиДвутавровые деревянные балки своими руками
  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.
    Двутавровые деревянные балки своими рукамиДвутавровые деревянные балки своими руками
  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.
    Двутавровые деревянные балки своими рукамиДвутавровые деревянные балки своими руками

Важно! Следует избегать малейших перекосов. Если перегородка не будет идеально вертикальной, прочностные качества двутавровой балки заметно ухудшатся.

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.

Двутавровые деревянные балки своими руками

Двутавровые деревянные балки своими руками

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

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.

Олег Налимов, 35 лет, г. Москва.

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.

Что такое балка перекрытия / скрытая балка / скрытая балка

What Is Slab Beam _ Hidden Beam _ Concealed Beam _ Advantage and Disadvantage

Что такое балка перекрытия / скрытая балка / скрытая балка?

Скрытая балка — это железобетонная балка, также известная под другим названием, как это, скрытая балка и балка перекрытия, предусмотренная в глубине опорных плит.

Итак, глубина скрытой балки такая же, как и глубина плиты, что можно заметить на рис. Скрытые балки популярны и составляют неотъемлемую часть современных железобетонных каркасных конструкций.

Slab Beam

Наконец, строгие архитектурные соображения привели к установке скрытых балок. Таким образом, нагрузка, которая может быть на кирпичную стену, будет уменьшена, а высота пола не пострадает.

В этой статье мы обсудим другой аспект скрытых железобетонных балок.

Также прочтите: Почему микротрещины в бетоне | Тип трещин в бетоне

Почему используется?

Концепция балки перекрытия возникла из концепции плоской перекрытия.Скрытые балки — это всего лишь распределение сосредоточенной нагрузки стен на площади перекрытия.

Где он использовался в зданиях?

Скрытые балки обычно вставляются в подвесные плиты, где толщина плиты значительна.

Скрытая балка предусмотрена между столовой и жилым помещением под прямым углом друг к другу. Это дает аккуратную и ровную поверхность потолка, которая хорошо смотрится.

Как спроектировать перекрытие / скрытую балку / скрытую балку?

Конструкция скрытой балки такая же, как и у обычной балки, но ее глубина ограничена и не должна быть больше толщины плиты.

Slab Beam / Hidden Beam / Concealed Beam

Следовательно, может потребоваться увеличить коэффициент армирования и ширину балки, чтобы в определенной степени преодолеть это ограничение.

Также прочтите: 23 различных типа цемента, доступных в Индии и в соответствии со стандартами IS

Назначение балки перекрытия / скрытой балки / скрытой балки

Используется для распределения нагрузок на плиту, например, веса кирпичной кладки стены

Позволяет использовать больший пролет для плиты

Скрытые балки предназначены исключительно для архитектурно-эстетических целей в интерьере здания

Чтобы разбить широкую панель плиты на значительные размеры.

Вокруг вырезов

Для улучшения архитектурного эстетического вида за счет аккуратной и ровной поверхности потолка

Для достижения максимальной высоты пола.

Расчистить дорогу электромеханическим воздуховодам

Позволяет снизить высоту пола.

Позволяет при необходимости возведения кирпичной кладки поверх плиты.

Slab Beam - Hidden Beam- Concealed Beam

Также прочтите: Что такое плавающая плита | Конструкция с плавающей плитой | Как построить плавающую плиту | Преимущества и недостатки плавающих плит

Преимущества балки перекрытия / скрытой балки / скрытой балки

Балка перекрытия

/ Скрытая балка / Скрытая балка являются желаемым структурным элементом из-за нескольких преимуществ, которые включают:

Обеспечивая скрытую балку, можно достичь высоты этажа, что открывает путь для электромеханических воздуховодов, делает здание экономичным и эстетичным.

Это больше применимо к коммерческим зданиям.

Это экономично, поскольку позволяет сэкономить на материалах, опалубке и рабочей силе.

Недостатки перекрытия / скрытой балки / скрытой балки

Slab Beam / Hidden Beam / Concealed Beam

Недостатком скрытой балки является то, что она имеет значительно низкую пластичность из-за коэффициента усиления по высоте, который предусмотрен для компенсации ограничения глубины, особенно при соединении колонн.

Конструктивно это создает проблему с перекрытием, так как пролеты для несущей конструкции расположены под прямым углом друг к другу. Это означает, что одна плита конструктивно опирается на другую.

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

.

Минимальная толщина бетонной плиты, балки, колонны, фундамента

Минимальная толщина бетонной плиты, балки, колонны, фундамента и других конструктивных элементов выбирается для удовлетворения проектных требований согласно стандартным нормам. Приведена минимальная толщина бетонных конструктивных элементов согласно ACI 318-14, IRC 2009, IS 456 2000 и UBC 1997.

Процесс проектирования включает в себя правильное предположение о размерах структурных элементов и затем проверку предложенных размеров, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям проекта.

Если не предполагается надлежащий размер конструкции, то проектирование займет много времени и потребует значительных усилий, так как до тех пор, пока не будут определены удовлетворительные размеры, потребуются значительные испытания.

Поэтому в большинстве кодов указаны минимальные размеры и, в частности, толщины практически для всех элементов конструкции.

1. Минимальная толщина плит

1,1 Минимальная толщина односторонней плиты

ACI 318-14 обеспечивает рекомендуемую минимальную толщину односторонней цельной плиты, как указано в таблице 1, если прогиб не рассчитан.

Таблица 1 минимальная толщина односторонней цельной плиты, если прогиб не рассчитан

Минимальная толщина, h
Простая поддержка Один конец непрерывный Оба конца непрерывные Консоль
Элементы, не поддерживающие или не прикрепленные к перегородкам или другой конструкции, которые могут быть повреждены из-за больших прогибов
л / 20 л / 24 л / 28 л / 10

Примечания: Приведенные значения должны использоваться непосредственно для элементов из бетона нормального веса и арматуры класса 420.Для других условий значения должны быть изменены следующим образом:

a) Для легкого бетона, имеющего равновесную плотность ( wc) в диапазоне от 1440 до 1840 кг / м3, значения необходимо умножить на (1,65 — 0,0003 wc ) , но не менее 1,09.

b) Для fy , кроме 420 МПа, значения должны быть умножены на (0,4 + fy /700) .

Рис.1: толщина односторонней плиты

1.2 Минимальная толщина Ребристая плита

ACI 318-14 рекомендует такое же значение для ненатянутых балок, как указано в таблице 2. Минимальная толщина ребристой плиты, указанная в Едином строительном кодексе (UBC), должна составлять 1/12 расстояния между ребрами или 51 мм.

Рис.2: Ребристая односторонняя плита

Толщина перекрытия с заделанными трубами и трубами

  • UBC рекомендует минимальную толщину плит с заделанными трубами и трубами на 25 мм больше, чем общая общая глубина каналов или труб.
  • ACI 318-14 указывает, что трубопроводы и трубы не должны быть больше по внешнему размеру, чем 1/3 общей толщины плиты, стены или балки, в которые они заделаны.

1,3 Минимальная толщина Плита на земле

UBC рекомендует, чтобы минимальная толщина бетонных плит перекрытия, опирающихся непосредственно на землю, составляла 89 мм, тогда как BCGBC4010A — Применяйте структурные принципы к жилым малоэтажным зданиям, определив минимальную толщину 100 мм.

Рис.3: плита на земле

1,4 Минимальная толщина Мембраны

UBC рекомендует бетонную плиту и композитную перекрывающую плиту в качестве структурной диафрагмы, используемой для передачи силы землетрясения, до 50 мм.

1,5 Минимальная толщина Двусторонняя плита

ACI 318-14 предоставил рекомендации по определению минимальной толщины плит (включая плиты с балками, плоские плиты, плоские плиты), которые можно найти здесь.

Рис.4: Двусторонняя плита

1,6 Минимальная толщина Откидная панель

иногда опускаются панели, используемые в верхней части колонн для повышения прочности плит на сдвиг. Минимальная толщина откидных панелей должна составлять четверть толщины плиты за пределами отрыва.

2. Минимальная толщина балок

  • ACI 318-14 обеспечивает рекомендуемую минимальную толщину для ненагруженных балок, как указано в таблице 2, если прогиб не рассчитан.
  • Канадская ассоциация стандартов CSA предоставляет аналогичную таблицу, за исключением одного непрерывного конца, длина которого составляет 1/18.

Таблица 2 Минимальная толщина ненагруженных балок, если прогиб не рассчитан

Минимальная толщина, h
Простая поддержка Один конец непрерывный Оба конца непрерывные Консоль
Элементы, не поддерживающие или не прикрепленные к перегородкам или другой конструкции, которые могут быть повреждены из-за больших прогибов
л / 16 л / 18.5 л / 21 л / 8

Примечания: Приведенные значения должны использоваться непосредственно для элементов из бетона нормального веса и арматуры класса 420. Для других условий значения должны быть изменены следующим образом:

a) Для легкого бетона, имеющего равновесную плотность ( wc) в диапазоне от 1440 до 1840 кг / м3, значения следует умножить на (1,65 — 0,0003 wc ) , но не менее 1.09.

b) Для fy , кроме 420 МПа, значения должны быть умножены на (0,4 + fy /700) .

Глубину балки также можно оценить на основе отношения пролета к глубине. IS 456 2000 обеспечивает соотношение пролета к глубине для контроля прогиба балки, как указано в таблице 3.

Таблица 3: Отношение пролета к глубине в зависимости от пролета и типа балок, IS 456 2000

Пролет балки Тип балки Отношение пролет / глубина
До 10 м Просто поддерживается 20
Консоль 7
Непрерывный 26
Более 10 м Просто поддерживается 20 * 10 / пролет
Консоль
Непрерывный 26 * 10 / пролет

Рис.4: Толщина железобетонной балки, h

3. Минимальная толщина колонн

Размеры колонн основаны на требованиях конструкции, и для колонн можно выбрать несколько форм, таких как квадратные, прямоугольные, трапециевидные, цилиндрические и другие.

Рис.5: Размеры колонны

4. Минимальная толщина стенок

4.1 Несущие стенки

UBC рекомендует минимальную толщину несущей стены до 1/25 поддерживаемой высоты или длины, в зависимости от того, что меньше или не менее 102 мм.

4.2 Наружная стена подвала и стена фундамента

  • Согласно требованиям UBC минимальная толщина внешней стены подвала и стены фундамента должна составлять 191 мм.
  • Это значение рекомендовано Международным жилищным кодексом (IRC 2009) для фундаментной стены.

    Рис.6: толщина стенки

Рекомендуемая минимальная глубина для установки на почву составляет 150 мм.

Рекомендуемая минимальная глубина для установки на сваю — 300 мм

Минимальная толщина простой бетонной структурной опоры предложена ACI 318-14 и установлена ​​как 200 мм, и такое же значение предлагается UBC.Следует знать, что плоское основание конструкции не подходит для использования в качестве верхней части свай.

Плотный фундамент

Минимальная толщина плотного фундамента 300 мм.

Рис.7: Толщина опоры

6. Минимальная толщина других бетонных элементов

Таблица 4: минимальная толщина других элементов конструкции

Конструктивный элемент Толщина, мм
Заглушка 600 мм
Выравнивание бетона под жидкими подпорными конструкциями 100 мм
Выравнивающий бетон для других оснований ПКК 75 мм
Стены и плита подземного котлована / резервуара (ниже уровня грунтовых вод) 200 мм
Стены и плита подземного котлована (над уровнем грунтовых вод) 200 мм
Парапетная стена 100 мм
Чайджа 100 мм
Стены траншеи для кабелей / труб и фундаментная плита 125 мм
Сборное покрытие траншеи 125 мм
Вставная пластина 12 мм
Угол 6 мм

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*

*