У будівництві найчастіше потрібна не стільки створити досить міцну опору для конструкцій, скільки скріпити останню і зробити її більш жорсткою. Для цього нерідко застосовують балкову конструкцію з перерізом у формі букви «H». Такі вироби виконувалися з металу, дерева і залізобетону. Дерев’яна балка двотаврова для перекриттів застосовується при спорудженні цокольних міжповерхових горищних перекриттів в дерев’яних і цегляних будинках. Виготовити її можна своїми руками.

Що таке двотавр

Двотавр – стандартний конструктивний елемент, в перерізі нагадує букву «Н». Настільки незвичайна форма є результатом тривалих інженерних експериментів, спрямованих на отримання опорної балки, здатної витримувати дуже високі навантаження, але не настільки масивними і дорогої, як цельнометаллическое виріб.

Двотаврова балка в 7 разів міцніше і в 30 разів жорсткіше, ніж цілісний металевий профіль квадратного перерізу такого ж розміру. Але при цьому металу для неї потрібно набагато менше. Те ж саме відноситься і до дерев’яним конструкціям. На фото представлена двотаврова дерев’яна балка.

Оптимальною формою для балки є прямокутний перетин. При укладанні довгу сторону розміщують вертикально, а коротку горизонтально, так як для збільшення міцності важливіше збільшення висоти, а не ширини. На цьому спостереженні і заснована форма двотавра. Більш широкі елементи в нижній і верхній частині створюють достатню опору – ширину, а належну висоту забезпечує середній елемент, який при великій висоті можна зробити максимально тонким.

Виробництво дерев’яної двотаврової балки – процес досить складний, тому такий виріб на ринку зустрічається рідко. У той же час у приватному будівництві дерев’яний двотавр є прекрасною альтернативою залізобетонним конструкціям, так як набагато легше і простіше в монтажі.

Види дерев’яних двотаврових балок

Для виготовлення двотаврової балки використовується брус, а для перегородки – плити OSB або фанера. Деталі виробу склеюють спеціальним клеїть розчином для несучих конструкцій. Залежно від характеру використовуваного матеріалу розрізняють такі види виробів:

• Двотаврові балки з фанери і цільного бруса – для них в основному застосовують деревину хвойних порід, так як вона більш стійка до гниття і грибків. Брус обов’язково висушують, так як волога деревина з часом сильно деформується. Дошка, як правило, не досягає довжини більше 4-6 м. Однак прямо на місці будівництва можна подовжувати елементи, скріплюючи двотаври між собою на болти з гайками.
• Двотаврові фанеродеревянные клеєні балки виконуються з клеєного бруса. Перевага цього матеріалу полягає в повній відсутності усадки. Таку дошку склеюють з фрагментів, покладених в різному напрямку. Це не дозволяє виробу відводити вологу, як цільний брус, але зате забезпечує збереження форми і точність геометричних розмірів. Крім того, довжина готового вироби для перекриття може досягати 12 м. Зберігають всі властивості деревного матеріалу: балки чудово піддаються різання, розпилу, забезпечують надійне кріплення.

Крім матеріалу, користувальницькі характеристики дерев’яних двотаврових балок і забезпечують розміри і конструкція. За цими ознаками вироби розділяють на декілька серій:

• серія ВДК – клеєні дерев’яні двотаврові балки, використовуються при спорудженні коротких прольотів;
• БДКУ – посилена конструкція для перекриттів, тут використовується більш широка поличка, балка витримує більш високі навантаження і використовується на довгих прольотах;
• БДКШ – це дерев’яні двотаврові балки перекриття і кроквяної системи з дуже довгими прольотами, у виробі ширина полиці досягає 89 мм, що забезпечує здатність витримувати дуже високі навантаження;
• СДКУ – посилена стійка, вона використовується не для перекриттів, а для спорудження стінового каркасу;
• СДКШ – стійка з більш широкою полицею, двотаврові конструкцію застосовують для стінових панелей.

Всі варіанти належать до конструктивних матеріалів, тобто можуть бути використані для будівництва несучих конструкцій. Найчастіше вони знаходять застосування при будівництві каркасних будинків, де важливо не збільшувати навантаження на стіни і фундамент.

Плюси і мінуси двотаврових балок з дерева

Головна перевага вироби – поєднання невелике ваги з міцністю. Ця комбінація забезпечує переваги використання двотаврових балок перекриттів:

• Вага дерев’яної конструкції завдовжки до 6 м становить всього 8 кг. Монтаж такої балки не вимагає спеціального обладнання і не займає багато часу, а це скорочує витрати на будівництво.
• Мала вага отриманого перекриття не створює великого навантаження на фундамент та стіни, що теж знижує витрати.
• До плюсів відноситься і простота транспортування. Перевезення двотаврової дерев’яної балки обійдеться набагато дешевше.
• При легкості матеріалу він володіє високою міцністю і використовується для перекриття з прогонами до 6 до 12 м. Використовувати проміжні елементи немає потреби.
• Конструкція двотавра дозволяє використовувати дерев’яну балку як свого роду нішу при прокладці комунікацій.
• Дерево має низьку теплопровідність, що виключає створення холодових містків і дозволяє економити на опаленні будинку.
• Двотаврові конструкції з дерева зберігають геометричну форму і властивості протягом усього терміну експлуатації. Але тільки в тому випадку, якщо для їх виготовлення використовувався якісний матеріал.
• Випускаються дерев’яні двотаври для перекриттів в дуже широкому асортименті, що дозволяє розширити область застосування.

Недоліки конструкцій наступні:

• великий ризик придбати неякісні вироби, невысушенная деревина деформується, «сідає», що призводить до перекосів перекриття;
• деревину просочують антипіренами, однак це не робить матеріал пожаростойким.

Дерев’яні двотаври не рекомендується використовувати у випадках, коли потрібно виконати часту обрешетування або коли каркасна конструкція потребує посилення великим числом опорних елементів. В цьому випадку економія на вартості матеріалу буде незначною.

Характеристики дерев’яних двотаврових балок

Технічні характеристики двотавра для перекриттів забезпечуються матеріалом виготовлення і формою. Поєднання дерева і стружкової плити виключає такі недоліки деревини як схильність до усадки, але при цьому забезпечує міцність, що перевищує жорсткість і міцність цільного бруса такого ж розміру.

Конструкційні особливості виробів наступні:

• Перегородки двотаврової балки виконуються з багатошарової фанери. Цей матеріал стійкий до вологи і температурних впливів. Крім цього, він забезпечує незмінну висоту балки, так як при виготовленні фанери її складові наклеюють так, щоб волокна були перпендикулярні один одному. Товщина перегородки варіюється від 24 до 27 мм.
• Полиці балки виконують з деревини, обробленої антисептичними просоченнями. Це гарантує несхильність гниття та грибкам.
• Перегородка встановлюється в пази, зроблені в полках. Таке кріплення забезпечує механічну міцність основи.
• Всі деталі склеюють клеєм – водостійким і термостійким. Дерев’яні двотаврові балки перекриттів дуже довговічні, так як нечутливі до високої вологості або нагрівання.
• Готову дерев’яну балку обробляють водовідштовхувальним фарбою, щоб збільшити її стійкість до дії води.

Важливо! Стійкість до навантаження визначається перегородки товщиною і шириною полиці. Ці відомості наводяться в описі двотавра для перекриттів.

Розміри дерев’яних двотаврових балок

Розміри і вага дерев’яної двотаврової балки регламентуються ГОСТ 30244-94 і 8486-86Е, а також деякими нормативами Сніп. До нормованих показників належить висота виробу, товщина і ширина і товщина перегородки;

• висота дерев’яної двотаврової балки варіюється від 117,6 до 1013 мм;
• ширина полиці знаходиться в діапазоні 64-320 мм;
• товщина стінки варіюється від 3,8 до 19,5 мм;
• вага виробу коливається від 8,7 до 314,5 кг.

Важливо! За нормами ДСТУ при виготовленні двотавра для перекриття можна використовувати дошки хвойних порід не нижче 2 сорту.

Розрахунок навантаження на дерев’яні двотаврові балки

Визначати переріз двотаврової балки для перекриття приблизно неприпустимо. Рекомендується для розрахунків звернутися до фахівця. Покладатися на готову документацію не варто: вона включає безліч виправлень і оновлень, які далеко не завжди є у вільному доступі.

Розрахувати самостійно габарити дозволяється тільки в тому випадку, коли мова йде, наприклад, про дерев’яної двотаврової балки для опалубки або перекриття підсобного приміщення, причому невеликої площі. У цих випадках ризик обвалення і деформації невеликий.

При цьому треба виконувати наступні рекомендації:

• якщо мова йде про нежитловому горищі, то постійну навантаження визначають в межах 50 кг/кв. м, а експлуатаційну – в межах 90 кг/кв, звідси загальна навантаження на перекриття становить близько 130 кг/кв. м, а враховуючи необхідний запас міцності, її збільшують до 150 кг/кв. м;
• якщо горище буде часто використовуватися, наприклад, в якості майстерні, то експлуатаційна навантаження перекриття зростає до 195 кг/кв. м, а загальна досягає 245 кг/кв. м, з урахуванням запасу міцності – до 250 кг/кв. м;
• якщо горище перетворюється в мансарду, це припускає більшу вагу підлоги і перегородок за рахунок обробки, крім цього, в житловій кімнаті з’являється меблі, відповідно, сумарна навантаження збільшується до 300 кг/кв. м;
• якщо мова йде про міжповерховому перекритті, навантаження для неї вважають максимальну – не менше 420 кг/кв. м.

Потім слід визначити довжину балки для перекриття і необхідну частоту розташування. Як правило, для міжповерхового перекриття або горищного показник становить 50 див. В таблиці підбору перерізу двотаврової балки знаходять величину прольоту і вибирають виріб допустимого перерізу.

Важливо! Таке визначення є приблизними, так як таблиця не враховує особливостей конкретного будинку і використовуваних матеріалів.

Як зробити дерев’яну балку двотаврову своїми руками

Дерев’яні двотаврові балки можна зробити своїми руками. Матеріали для виготовлення цілком доступні: брус хвойних порід, фанера або плита OSB товщиною в 24-27 мм, а також казеїновий або поліуретановий клей. З інструментів знадобиться циркулярна пила, вимірювальні інструменти, хомути та швелер. В ідеалі слід використовувати гідравлічний прес, але якщо його немає, то його і замінює швелер.

• Вибирають сухий брус, обробляють антисептиком. Розмічають пази з максимальною точністю.
• По розмітці з допомогою пилки або навіть на фрезерному станку роблять поглиблення. Ширина і глибина паза становить близько 10%. Паз повинен виконуватися точно по осьовій лінії.
• Перед складанням двотаврової дерев’яної балки своїми руками з дощок крайки плити або фанери обтісують з тим, щоб забезпечити максимально щільне з’єднання. Паз промащують обраним клеєм. Потім вставляють в нього перегородку і виконують прессовку на гідравлічному пресі. Замість останнього можна використовувати хомути та швелер. Виріб утримують під пресом до повного висихання клею.

Важливо! Слід уникати найменших перекосів. Якщо перегородка не буде ідеально вертикальної, міцнісні якості двотаврової балки помітно погіршуватися.

Монтаж двотаврової дерев’яної балки

Перед монтажем виріб обробляють антипіренами і антисептиками. Для установки двотавра в перекриттях підсобних будівель особливим умінням володіти не потрібно. Якщо ж передбачається будівництво дерев’яного будинку в декілька поверхів, краще звернутися до фахівців.

Монтаж двотаврових балок має деякі особливості:

• для закладу балки в стіну в ній потрібно зробити отвори в дерев’яних або рублених стінах їх вирубують, в цегляних або бетонних під час кладки утворюють спеціальні ніші для них;
• ніші покривають руберойдом, щоб забезпечити гідроізоляцію, балку при укладанні в гніздо обмазують будь водовідштовхувальним складом бітумною мастикою, наприклад;
• опорні кінці балки перекриттів повинні становити не менше 150 мм, це потрібно враховувати при обчисленні довжини виробу;
• монтаж починають від краю однієї стіни, лише потім закріплюють проміжні двотаври;
• важливо домогтися отримання горизонтальної поверхні для вирівнювання двотаврових балок допускається використовувати дерев’яні плашки, які підкладають у ніші при монтажі;
• кожен третій двотавр фіксують анкерами або розпірками;
• вільний простір в нішах утеплюють мінватою або заливають цементним складом.

Стельові балки після зведення даху підшивають гіпсокартоном, вагонкою, дошками. Форма двотавра дуже зручна для кріплення утеплювача.

Поради та рекомендації

Щоб двотаврова балка з дерева своїми руками виконувала свої завдання і прослужила довго, потрібно виконувати такі рекомендації:

• при виготовленні своїми руками замінювати фанеру або плиту OSB дошкою не можна, це знижує її міцність і збільшує ризик деформації;
• перед складанням матеріал обов’язково потрібно висушити, показник вологості не повинен перевищувати 12%;
• при роботах всередині будинку варто використовувати клей на водній основі;
• якщо в приміщенні передбачається висока вологість, балки перекриття залишають відкритими;
• зберігають вироби під навісом або на закритому складі, залишати під відкритим небом дерев’яні двотаврові балки не можна, так як деревина вбирає вологу.

В домашніх умовах виготовляють двотаври невеликого перерізу. При зведенні довгих перекриттів потрібно продукція промислового виготовлення.

Висновок

Дерев’яна балка двотаврова для перекриттів – відмінна альтернатива металевого виробу. Такий варіант набагато легше і простіше в монтажі, тому часто використовується при спорудженні легких каркасних будівель. Крім того, двотаври невеликого перерізу цілком можна виготовити своїми руками.

Відгуки про дерев’яних двотаврових балках

Олександр Нечипоренко

Дерев’яні двотаврові балки використовували при спорудженні невеликих готелів. Будівлі будувалися на схилах, так що потрібно було максимально зменшити вагу. Стіни першого поверху зводили з каменю, а два наступних – з дерева. Двотаври відмінно себе показали.

Олег Минів

Будували дачу. Думали, що жити тут будемо тільки влітку. За порадою сусідів подивилися будівля з двотаврів. Відмінна ідея виявилася. Свій будинок теж з двотаврів зібрали і третій рік в ньому живемо.

Ольга Карімова

Будинок з мансардним будували на схилі. В якості матеріалу для каркаса використовували дерев’яні двотаври. Будівля вийшло легким, так що облаштували простий стовпчастий фундамент. Будинок добротний, а витрати мінімальні.