Виготовлення дерев'яних двутаврових балок своїми руками - розглянемо детально

Двотаврова балка, як вид фасонного прокату, з моменту своєї появи визнана одним з найміцніших конструкційних елементів, тому її застосування в будівництві і машинобудуванні так поширене. Спочатку двотавр виконаний з низьколегованої сталі, іноді з вуглецевої, але міцність йому забезпечує зовсім не матеріал, а специфічна, до дрібниць продумана форма профілю.

Що таке двотавр

Двутавр - стандартний конструктивний елемент, який у перерізі нагадує літеру «Н». Така незвичайна форма є результатом тривалих інженерних експериментів, спрямованих на отримання опорної балки, здатної витримувати дуже високі навантаження, але не настільки масивної і дорогої, як цільнометалевий виріб.

Двотаврова балка в 7 разів міцніша і в 30 разів жорсткіша, ніж цільний металевий профіль квадратного перерізу такого ж розміру. Але при цьому металу для неї потрібно набагато менше. Те ж саме стосується і дерев'яних конструкцій. На фото представлена двотаврова дерев'яна балка.

Оптимальною формою для балки є прямокутний переріз. При укладанні довгий бік розміщують вертикально, а коротку горизонтально, оскільки 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 двутаврової балки - процес досить складний, тому такий виріб на ринку зустрічається рідко. Водночас у приватному будівництві дерев'яний двутавр є прекрасною альтернативою залізобетонним конструкціям, оскільки набагато легше і простіше в монтажі.

Дерев'яна двотаврова балка технічні характеристики навантаження

Яке навантаження може витримати двотаврова балка? За своїми технічними характеристиками, дерев'яна двотаврова балка нічим не поступається металевим і бетонним конструкціям, але при цьому коштує в рази менше.

Варто так само зазначити про те, як за допомогою розміщення двутаврів можна збільшувати міцність перекриттів. Наприклад:

1. Розташовані поруч (по горизонталі) 2 двотаврові балки підсумовують свою міцність до навантажень. Тобто якщо одна балка витримує 300 кг, то в парі з такою ж балкою перекриття буде витримувати 600кг.
2. Розташовані балки одна на іншу (по вертикалі) здатні витримувати в 4 рази більше навантаження. Тобто якщо покласти одну балку з міцністю в 300 кг, а зверху таку ж і закріпити їх між собою, то в парі вони вже витримують вагу в 1200кг.

Навантаження на двутаврову балку таблиця:

Розмір прольоту	Відстань між балками	Перерізання балки (висота x ширина) у мм.
3м.	1м. 0,5 м.	150×10 150×50
4м.	1 м. 0,5 м.	200×100 150×100
5м.	1 м. 0,5 м.	250×150 200×150
6м.	1 м. 0,5 м.	250×180 200×150
7м.	1 м. 0,5 м.	300×200 250×150

Примітка. Всі дані наведені з розрахунку навантаження на перекриття близько 400 кг/м2.

Звичайно, при розрахунках потрібно ще враховувати:

• якість матеріалів;
• частота укладання балок;
• відхилення розмірів.

Якщо ви хочете дещо заощадити на будівництві власного будинку або ж зайнятися бізнесом з продажу двутаврових балок, тоді слід пам'ятати, що нічого особливо складного у виготовленні цього виду перекриттів в домашніх умовах немає. Дерев'яні двотаврові балки для міжповерхового і горищного перекриття дозволяють виконати весь процес своїми руками. Адже перекриття по дерев'яних балках виконується без використання підйомних кранів та іншого допоміжного обладнання. Весь процес може виконати один майстер самостійно. Таке перекроїте - не скріпить і має масу інших переваг.

Види дерев'яних двотаврових балок

Для початку ознайомимося з різноманітністю асортименту цього будматеріалу. Розрізняють наступні серії двотаврових балок:

1. БДК (балка двотаврова клеєна). Використовується в будівництві будинків з короткими прольотами.
2. БДКУ, БДКУ-Л. Такі балки мають широкі ребра жорсткості, відрізняються високою міцністю і наявністю великої площі для гвоздьових кріплень.
3. СДКУ, ЗДКУ-Л. Ця двотаврова стійка є основою каркасу стін.
4. БДКШ, БДКШ-Л. Широка балка застосовується в будівлях з дуже довгими прольотами. Також її можна використовувати як крокву.
5. СДКШ, СДКШ-Л. Балка застосовна для виготовлення стінових панелей.

Двотаврова дерев'яна балка для перекриття

Дерев'яне будівництво стає популярнішим рік від року і все частіше інженери-будівельники застосовують у розробках саме дерев'яну двотаврову балку. Вона відмінно вписується в технічні вимоги щодо міцності, а по легкості і стабільності їй рівних практично немає. Принаймні, серед натуральних матеріалів. Застосовують дерев'яний профіль у багатьох випадках, але з ряду причин найпопулярнішими стали:

1. Дерев'яна балка для опалубки.
2. Дерев'яний двотавр для пристрою покрівлі.
3. Для пристрою перегородок і підлог.
4. Балки для пристрою перекриттів.

В принципі, конструктивно ці види балок мало чим відрізняються, різниця тільки в розмірах і, як наслідок, в прийнятому навантаженні. Двутаврові балки для влаштування перекриттів мають найбільший переріз, оскільки їм належить витримувати досить високі навантаження. Принцип виготовлення фасонного дерев'яного силового елемента завжди один, і зараз ми торкнемося деяких особливостей виготовлення і технологій, за якими виготовляється дерев'яна двотаврова балка своїми руками.

Характеристики двотаврової балки

Техніко-експлуатаційні якості та розмірні параметри традиційного двотавра розраховуються на включення в конструкцію перекриття з ОСБ-плит. Це міжповерхове перекриття будинку або горищного приміщення, яке відрізняється міцністю і високою теплоізоляцією. Власне, балки виконують функцію ребер жорсткості, забезпечуючи несучу функцію. Безпосередньо двотавр має Т-подібний профіль, але для перекриттів використовують і модифіковані елементи з іншими конфігураціями перерізу. Як правило, своїми руками дерев'яні двутаврові балки для перекриття виготовляються з монолітних брусків довжиною до 5 м. Висота балки залежить від розрахункового навантаження на конструкцію і варіюється від 140 мм до 410 мм в середньому. Товщина проміжної стійки двотавра становить не більше 10 мм, а брусок має параметри 64х38 мм відповідно до нормативу.

Плюси і мінуси двотаврових балок з дерева

Головне достоїнство виробу - поєднання невеликої ваги з міцністю. Ця комбінація забезпечує переваги використання двутаврових балок для перекриттів:

1. Вага дерев'яної конструкції довжиною 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.
2. Мала вага отриманого перекриття не створює великого навантаження на фундамент і стіни, що теж знижує витрати.
3. До плюсів належить і простота транспортування. Перевезення двотаврової дерев'яної балки обійдеться набагато дешевше.
4. При легкості матеріалу він володіє високою міцністю і використовується для перекриття з прогонами до 6 до 12 м. Використовувати проміжні елементи немає потреби.
5. Конструкція двотавра дозволяє використовувати дерев'яну балку як свого роду нішу при прокладанні комунікацій.
6. Дерево володіє низькою теплопровідністю, що виключає створення холодових містків і дозволяє економити на опаленні будинку.
7. 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.
8. Випускаються дерев'яні двутаври для перекриттів у дуже широкому асортименті, що дозволяє розширити область застосування.

Недоліки конструкцій такі:

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

Дерев'яні двутаври не рекомендується використовувати у випадках, коли потрібно виконати часту обрешітку або коли каркасна конструкція потребує посилення великою кількістю опорних елементів. У цьому випадку економія на вартості матеріалу буде нікчемною.

Підготовка елементів до збирання

Спочатку виконується розмітка балки з точним визначенням її параметрів. На основі схеми компонування має бути виконано фінальне доопрацювання частин конструкції на столярному інструменті. Оптимально використовувати для таких цілей токарний верстат по дереву, але можна обійтися циркулярною пилкою з електролобзиком і шліфувальним інструментом. При виготовленні дерев'яних двутаврових балок своїми руками в частині бруса може виконуватися вибірка зайвого масиву. Її виробляють строго по осьовій лінії заготівлі, витримуючи контур спеціальним розмітковим пристосуванням або направляючою планкою.

Особливості виробництва двутаврової дерев'яної балки

1. Після підготовки брусів у них робляться випили з метою подальшої установки стійки. Вона повинна розташовуватися строго у вертикальному положенні, тому особлива увага - точності розмітки (ведеться від поздовжньої осі заготовок).
2. Кожна плита перед застосуванням ґрунтовно оглядається. Незначний недолік (а він позначиться на несучій здатності двутаврової балки) - причина для відбракування. Кромки відібраних плит трохи скашуються, щоб зразки краще входили в пази.
3. Випили в брусах промазуються клеїчним складом; у нижній вставляється стійка, після чого накладається верхній і притискається.
4. Збірка залишається в такому стані до абсолютного просихання клею. Цей час зазначається в інструкції щодо використання складу.

Якісну стикування всіх елементів двутаврової балки можна гарантувати відрізками швелера аналогічної довжини. Вони накладаються на бруски і стягуються імпровізованими хомутами (мотузка, ремені з карабінами тощо), аж до абсолютного відвердівання клею.

І лише після цього деревну балку-двутавр можна застосовувати для облаштування перекриття.

Процес виробництва опор з деревини, як і вибір матеріалів, особливих складнощів не передбачає. Робота, зроблена власними руками, економить і час, і кошти. Однак це доцільно тільки в тому випадку, якщо розрахунки навантажень проведені на професійному рівні. У разі якщо немає повної впевненості, що це вдасться зробити самостійно, піддавати себе ризику не потрібно. Перекриття - відповідальна частина будь-якої конструкції, і ніяка економія не може бути виправданням порушення проектних характеристик.

Призначення

Двотаврова балка отримала свою назву за рахунок унікальної конструкції. Вигляд, що має Т-подібну конфігурацію, називається тавром. Оскільки переріз розглянутої конструкції схожий на 2 букви Т, вона придбала назву двутаврової. Її переріз можна порівняти і з буквою Н. Подібні двотаври мають збільшену міцність. При порівнянні зі звичайним профілем можна зрозуміти, наскільки двутаврові балки виявляються більш надійними. Вони мають міцність, у 7 разів більшу звичайного профілю. При цьому їх міцність вища в 30 разів.

Завдяки великій кількості позитивних характеристик матеріал досить широко використовується в області будівництва. Він особливо популярний при створенні конструкцій каркасного типу. Крім виробів з металу, при створенні різних конструкцій можуть використовуватися і двотаври з колоди.

Навіть під великим навантаженням ці пиломатеріали не будуть прогинатися. Вони не стануть змінювати форму, що вважається значущою перевагою при зведенні різних систем. Під час будівництва приватної будівлі деревні двотаври укладають для монтажу перекриттів. Їх вартість не дуже висока, з цієї причини такі елементи користуються популярністю серед приватних забудовників. Головне - грамотно підготувати елементи конструкції. Це дасть можливість зробити її довговічною і надійною.

Двутаври відрізняються за конструкцією. Вони можуть бути стандартними і з широкою полицею. Перші мають полку 64х39 мм. Другі - 89х39 мм.

Найміцнішими з представлених вважаються двутаври, серії L (клеєний шпон). У їх виготовленні використовується LVL-брус. Завдяки LVL-брусу можна виконати елементи до 12 метрів у довжину. При цьому це не відображається на вартість.

У незалежності від того, який матеріал застосовувався для виготовлення балок, вони характеризуються досить високим рівнем жорсткості і міцності. З цієї причини конкурентів у подібних виробів досить мало. Крім цього, такі елементи відрізняються легкістю. Його транспортування не становить складнощів. Балки коштують відносно недорого, що приваблює більшість споживачів. Роботи з матеріалом проводяться досить просто.

Стійка

Основних варіантів два - з багатошарової фанери або ОСВ. Хоча у продажу зустрічаються двотаврові балки та інших виконань, для виготовлення своїми силами краще орієнтуватися на ці матеріали. Краще ОСВ, оскільки вони забезпечать більшу міцність і довговічність конструкції завдяки особливому структурному складу і технології виробництва.

Збирання двотавра

Два бруси до моменту складання повинні бути доопрацьовані до оптимальних параметрів, що підходять для монтажу стійки. Остання опалюється в підготовлені пази з двох сторін (верх і низ) і фіксуються на клеєву основу. Тут важливо відповісти на питання про те, як зробити двутаврову дерев'яну балку своїми руками з мінімальною кількістю зазорів і виступів? Що стосується першого, то в принципі наявність пустот в місцях сполучення залежить від якості первинної обробки матеріалу. Чим рівніше поверхні в пазах, тим вища ймовірність щільного монтажу стійки. З виступами ситуація простіша. З одного боку, їх можна підбити киянкою поки клей не висох, коригуючи тим самим межі конструкції. Якщо ж наявність виступу обумовлюється помилками в розрахунках, то ситуація виправляється тільки абразивним великофракційним матеріалом з подальшою чистовою шліфовкою.

Розміри дерев'яних двотаврових балок

Розміри і вага дерев'яної двутаврової балки регламентуються ДСТУ 30244-94 і 8486-86Е, а також деякими нормативами СНіП. До нормованих показників відноситься висота виробу, товщина і ширина полиці 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 сорти.

Оцінка якості двутаврової балки

Спочатку матеріал для балки повинен пройти дефектування з відбраковкою. Особливо брус не повинен мати вад на зразок сучків, тріщин, ознак короблення, порізів і сколів. Якщо навіть дефект не вплине на конструкційні властивості балки, відкритість структури в подальшому може стати причиною біологічного ураження деревини. Але і це не всі умови виготовлення якісної двутаврової балки. Своїми руками дерев'яну конструкцію необхідно зачищати і в процесі складання, прибираючи і дрібні абразивні частинки на поверхні, які можуть пошкодити поверхню елемента. Механічна обробка також стає причиною пошкоджень, тому після кожної операції слід перевіряти зовнішній вигляд виробу. На завершальному етапі проводиться замір балки і визначається відповідність її параметрів вимогам.

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 слід: вона включає безліч поправок і оновлень, які далеко не завжди є у вільному доступі.

Розрахувати самостійно габарити дозволяється тільки в тому випадку, коли мова йде, наприклад, про дерев'яну двотаврову балку для опалубки або перекриття підсобного приміщення, причому невелику площу. У цих випадках ризик обвалення і деформації невеликий.

При цьому потрібно виконувати такі рекомендації:

• якщо йдеться про нежитлове горище, то постійне навантаження визначають у межах 50 кг/кв. м, а експлуатаційну - в межах 90 кг/кв, звідси загальне 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 експлуатаційне 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 на мансарду, це передбачає більшу вагу підлоги і перегородок за рахунок оздоблення, крім цього, в житловій кімнаті з'являються меблі, відповідно, сумарне навантаження збільшується до 300 кг/кв. м;
• якщо мова йде про міжповерхове перекриття, навантаження для нього вважають максимальне - 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 см. У таблиці підбору перерізу двутаврової балки знаходять величину прольоту і вибирають виріб допустимого перерізу.

Важливо! Таке визначення є приблизним, оскільки таблиця не враховує особливостей конкретної будівлі і використовуваних матеріалів.

Спільні поради з виготовлення дерев "яного дванавра

Жорстких рамок у створенні даної конструкції все одно не існує, оскільки розрізняються сфери і напрямки її використання. І все ж досвідчені будівельники дають кілька універсальних рекомендацій тим, хто хоче зробити своїми руками двотаврову дерев'яну балку високої якості:

• Розміткові операції бажано виконувати за допомогою сучасних лазерних нівелірів - особливо якщо мова йде про проектування великих перекриттів.
• Не завжди доречне застосування жорстких і щільних матеріалів, оскільки вони обважнюють конструкції, що обмежує використання балки як у перекритті, так і в кроквяних фермах.
• Обробку антипіренами або антисептиками бажано виконувати після складання. Це дозволить створити суцільне захисне покриття.
• Після вдалого виготовлення балки за індивідуальними параметрами варто зберегти її характеристики в шаблонах на випадок необхідності виготовлення аналогічної конструкції.

Як підготувати балки до монтажу?

І нарешті, найвідповідальніший етап! Виготовляючи дерев'яні двутаврові балки для будівництва свого будинку, ще задовго до їх монтажу вам потрібно точно прорахувати порожнечі в перекриттях - для майбутньої прокладки інженерних комунікацій. Звичайно ви будете проводити сантехнічні труби, електричні кабелі та інженерні системи. І тут важливо визначити все спочатку правильно, щоб потім не допустити ослаблення перекриття.

Згоріння отворів для комунікацій

А тепер також підійдемо впритул до такого важливого питання, як правильно сверлити двутаврові дерев'яні балки. Справа в тому, що це необхідно робити ще на землі - до монтажу. І тут важливо дотримати всі правила, інакше навіть невеликі отвори здатні послабити балку по всій довжині. Де саме можуть розташовуватися наскрізні отвори в балках перекриття залежить від того, за якою технологією вони були вироблені.

Так, у двутаврових балок отвори повинні бути не більше 40 мм. Розташовувати їх дозволено практично в будь-якому місці між таврами, але тільки не ближче 150 мм до торця балки або опори на несучий елемент. Ідеально, якщо такі отвори будуть розташовуватися прямо по центру відносно полиць, а не вище або нижче. А максимально допустимий діаметр отвору 10 см.

Крім того слідкуйте за тим щоб відстань між сусідніми отворами була в 2 рази більше діаметра найбільшого з них.

Вузли кріплення балок зі стіною

Якщо ви підготували балки правильно, можете сміливо приступати до їх монтажу:

Ось основні вузли кріплення двотаврових дерев'яних балок до стіни:

У готове перекриття з дерев'яних двутаврів вставте утеплювач:

Як уникнути в процесі небезпечних помилок?

А тепер давайте розберемо головні помилки при виготовленні таких балок.

Помилка № 1. Купівля непідготовленої деревини

Якщо ви беретеся самостійно виготовити виготовити таку підставу для перекриття, пам'ятайте, що в заводських умовах балки готують за спеціальною т