Балки перекрытия: виды и размеры
Наверх Перепланировки- Каталог домов
- Квартира
- Спальня
- Кухня
- Столовая
- Гостиная
- Ванная комната, санузел
- Прихожая
- Детская
- Мансарда
- Маленькие комнаты
- Рабочее место
- Гардеробная
- Библиотека
- Декорирование
- Мебель
- Аксессуары
- Загородный дом
- Ландшафт
- Системы хранения
- Коридор
- Уборка
- Фундамент
- Кровля
- Стены
- Окна
- Двери и перегородки
- Потолок
- Балконы и лоджии
- Внутренние конструкции
- Пол
- Водоснабжение и канализация
- Отопление
Что такое металлическая балка в строительстве простыми словами
Строительство зданий и сооружений любого назначения не обходится без основных элементов. Металлическая балка является главной составляющей при возведении зданий. Данная металлоконструкция имеет достаточно широкую область применения. Она обеспечивает надежную опору. Качественно подобранные элементы позволяют значительно увеличить срок эксплуатации будущего сооружения.
В этой статье мы поговорим о том, что такое балка в строительстве, какие они бывают, а также рассмотрим основные области применения.
Содержание статьи
Что такое металлическая балка
Балка представляет собой металлическую конструкцию, которая предназначена для увеличения показателей прочности и устойчивости различных строительных объектов. Для их производства в основном используется сталь с различными добавками, которые увеличивают сопротивление металла при изгибе.
Изготавливаются различные виды металлоконструкции. Балка равномерно распределяет нагрузку по всей своей поверхности. Основное конструктивное назначение данного элемента – это надежная опора. В большинстве случаев из стальных балок делают перекрытия этажей и кровли зданий.
Как изготавливается металлическая балка
Любая балка состоит из стенок и полок, которые соединяются специальными стыковыми швами. В зависимости от разновидности их конструкция может отличаться. Стыковые швы выполняются при помощи сварки. Производством занимаются на оборудованных предприятиях, где имеются все необходимые станки и приспособления. Процесс изготовления выполняется в несколько технологических этапов согласно ГОСТу.
Линия производства металлической балки
Для каждого вида имеется свой ГОСТ, которые регламентирует все основные показатели и характеристики. Есть ряд определенных параметров, которые строго контролируются и проверяются у готовой продукции:
- Вес готового изделия;
- Площадь специального поперечного сечения;
- Конкретная высота и ширина готовой продукции;
- Радиус закруглений после сварки, которые располагаются внутри;
- Угол наклона граней, которые располагаются на внутренней поверхности.
В зависимости от основной площади поперечного сечения стальная балка имеет несколько групп. Группы маркируются цифрами от 10 до 60. Для каждого типа металлопроката будут свои показатели и характеристики, которые необходимо строго соблюдать. Если какой-то из этих параметров будет выше или ниже даже на минимальное значение, то готовая стальная балка потеряет свою первоначальную прочность. Использование такого металлопроката может привести к плачевным последствиям. Поэтому данные показатели строго проверяются на заводе изготовителе.
Например, максимальная площадь сечения двутавра составляет 138 квадратных сантиметров. В этом случае его высота будет достигать 600 миллиметров, а вес порядка 108 килограмм на каждый погонный метр. Продукция выпускается строго определенной длинны (от 4 до 12 метров). Длина изделия напрямую зависит от площади поперечного сечения. С увеличением показателя площади будет увеличиваться и длина.
В соответствии с ГОСТ 8239-89 можно изготавливать металлические балки любого другого размера, которые не прописан в самом ГОСТе. Для этого необходимо выполнить дополнительные расчеты, чтобы получить точные характеристики основных параметров под индивидуальные размеры. Этим занимаются профессиональные инженеры на предприятии. При расчетах учитывается множество других параметров. Например, показатель допустимой погрешности, момент сопротивления и момент инерции. На основании полученных параметров делаются подробные чертежи, по которым в дальнейшем и изготавливается металлоконструкция нужного размера.
3 основные разновидности стальной балки
Существуют различные варианты классификации, но самый распространенный вариант – это разделение по форме. Можно выделить три основные разновидности стальных балок, которые применяются в современном строительстве:
- Тавровые. Это металлопрокат с основным сечение в виде буквы «Т»;
- Двутавровые. Данная металлоконструкция имеет сечение в виде буквы «H». В результате того, что у изделия имеется дополнительная полка с противоположной стороны, оно становится более жестким, а соответственно и более прочным;
- Швеллер. В сечении имеет букву «П». Данная продукция более универсальна и имеет множество областей применения в промышленности.
При возведении жилых и нежилых помещений чаще всего используются двутавровые балки. Они имеют большую жесткость, прочность и очень стойки к всевозможным изгибающим нагрузкам.
Каркас из двутавровой металлической балки
В строительстве применяются и другие разновидности балок. Например, деревянные и алюминиевые. Они имеют более узкую область применения, поэтому не так распространены, как стальные двутавры.
Главные особенности двутавра
Металлическая балка двутаврового типа имеет своеобразное сечение в виде буквы «H». Основными составляющими частями являются верхняя и нижняя полка, а между ними располагается стенка. В дословном переводе латинское слово «taurus» переводится как «бык». Поэтому многие называют данное изделие «двурогим».
Рекомендуем к прочтению:
⇒ Виды балок, секреты выбора и применения
⇒ Для «своих» все секреты про двутавры сортамент СТО АСЧМ 20-93
Для производства используется две разновидности стали (углеродистая или некоторые марки низколегированной). Благодаря своей форме металлопрокат способен спокойно переносить достаточно большие нагрузки различного типа, включая изгибающие нагрузки.
Балка имеет несколько базовых разновидностей в зависимости от главного назначения и области применения. Полки могут быть как параллельными друг другу, так и с определенным наклоном. Параллельные полки получили большее распространение. Они в свою очередь тоже имеют несколько групп, которые обозначаются буквами русского алфавита:
- «К» — основная область применения это строительство опор и колон;
- «У» — данная продукция имеет достаточно зауженные полки;
- «Д» — полки средней длины;
- «Ш» — достаточно широкие полки, которые выдерживают дополнительные нагрузки.
7 областей применения
Имеется семь основных областей применения двутавра:
- Укрепление кровли жилых и промышленных зданий. Это самая распространенная сфера применения;
- Перекрытия между этажами зданий;
- Всевозможные колонны и опоры у промышленных помещений и архитектурных сооружений;
- Металлические фермы и каркасы для ангаров; ⇓
- Шахтовые стволы;
- Изготовление железнодорожных вагонов различного размера и формы;
- Мосты, крановые эстакады и ряд других строительных объектов индивидуального назначения.
Базовые преимущества и недостатки
Металлопрокат стальной двутавровый, как и любая металлическая продукция имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо знать, прежде чем использовать ее в строительной отрасли.
Контроль качества двутавровой балки
Главные преимущества – это надежность и высокие показатели прочностных характеристик. Все это достигается благодаря специфическому сечению и прочной стали. Данное изделие равномерно распределяет все воздействующие на нее силы. Нет концентрации сил в одном месте, соответственно металл не устает и срок его эксплуатации значительно увеличивается. Все это позволяет использовать металлопрокат при строительстве крупных (многоэтажных) объектов с большими нагрузками.
Кроме этих главных показателей можно выделить следующие преимущества:
- Относительно небольшой вес. Специальная форма сечения не требует достаточно большого количества металла для производства, поэтому вес готовой продукции небольшой. Вес никак не влияет на прочностные характеристики;
- Высокая экономичность. Двутавр обладает высокой жесткостью, что позволяет использовать его для укрепления колонн и опор без дополнительных армирующих элементов. Если для укрепления использовалась обычная арматура, то пришлось бы значительно потратиться на покупку необходимо объема;
- Хорошая устойчивость к сжатию и изгибающим нагрузкам. Это позволяет использовать балки в местах с повышенной вибрацией и другими видами колебаний. Например, при возведении мостов различного назначения;
- Легко сваривается. Благодаря этому значительно повышается скорость монтажа строительных конструкций;
- Все характеристики и геометрические показатели не меняются со временем. Металлопрокат настолько прочный, что даже под воздействием больших сил не деформируется, а соответственно все характеристики сохраняются;
- Удобная транспортировка. Форма в виде буквы «H» позволяет более компактно укладывать двутавр в автотранспорт. Это значительно сокращает расходы на доставку и транспортировку.
Необходимо знать
У двутавровой балки имеется и ряд недостатков, которые тоже необходимо знать и учитывать:
- Низкие показатели огнеупорности. Если в помещении или архитектурном сооружении произойдет пожар, то прочностные характеристики изделия значительно понизятся, что не позволит эксплуатировать его далее;
- Подвергается воздействию коррозии. Для производства применяется низколегированная или углеродистая сталь нескольких марок, а она очень подвержена разрушению от коррозии. Поэтому использование балок данного типа в условия высокой влажности не рекомендуется. Если использовать все же приходится, то необходимо дополнительно обработать поверхности специальным защитным средством;
- Нельзя использовать при строительстве зданий с очень большими пролетами. Если не будет дополнительных опор, то основные несущие способности на порядок уменьшатся;
- Плохая устойчивость к скручивающим силам.
Если нужна металлическая балка — обращайтесь! Мы предоставляем все сертификаты качества, а также можете почитать отзывы наших покупателей.
Всего Вам доброго!
производство, расчет, как сделать своими руками
Если вы слышали об инновационном методе легкого, и, в то же время, прочного и надежного строительства из балок необычного вида и заинтересовались им, значит, эта статья как раз для вас! Давно используемые за рубежом деревянные двутавровые балки перекрытия пока еще в новинку на отечественном рынке, хотя у них куда больше преимуществ, чем у любого другого материала.
А, самое приятное во всем этом то, что их совершенно реально изготовить прямо в домашних условиях при помощи стандартных подручных инструментов. Строите дом своими силами? Тогда познакомьтесь еще с одной технологией, которая облегчит вам жизнь!
Для начала предлагаем вам посмотреть интересное видео про основные характеристики двутавровых балок:
Двутавровые балки особенно популярны за рубежом: в Канаде и европейских странах, а в России они только набирают свою популярность. Причем в некоторых регионах их даже не найти в продаже! Почему? Если мировой опыт показывает, что такой строительный материал действительно качественный и надежный, как так получилось, что двутавровые балки не заняли лидирующие позиции на отечественном рынке?
Дело в том, что истинная русская душа мастера привыкла работать с крепкими и надежными материалами: массивными, которые тяжело поднять и которые внушают уважение одним своим только видом.
И перекрытие издавна привыкли строить из прочных больших и тяжелых деревянных балок или даже цельных бревен, но уж точно не из «хитрых» инновационных конструкций с тонкой перегородкой. А то, что здесь надежность обеспечивают все те же законы физики, без которых не обойтись ни в строительстве, ни в архитектуре – это уже другой вопрос.
И до сих пор большинство российских застройщиков готовы сделать балки перекрытия даже из металла, чем из двух планок и OSB. Хотя на самом деле такие балки обладают целым рядом преимуществ!
Давайте рассмотрим все преимущества двутавровых балок как материала для строительства перекрытия:
Преимущество №1. Удивительная прочность
Благодаря такой гениально продуманной конструкции довольно хрупкие на вид балки оказываются во много раз прочнее и надежнее обычных. Верхняя часть балки работает на изгиб, а нижняя – на растяжение. Т.е. здесь уже речь идет не об одном монолитном элементе, которому приходится принимать на себя оба вида нагрузки одновременно:
Преимущество №2. Точная геометрия
Второй очень важный момент: идеальная геометрия самих балок. Даже со временем они не прогибаются, не выкручиваются, не рассыхаются и не изменяют свои своих параметров. Как утверждают производители, даже через 100 лет такие балки будут вести себя все также, как через год после постройки.
Что это дает? Для начала – безупречно ровное перекрытие, на которое легко монтировать любое половое покрытие, особенно паркет и ламинат. Дело в том, что когда вы имеете дело с брусьями и обычными деревянными балками, то должны знать, что согласно стандартам нормам их прогиб может достигать 3 см! И, поверьте даже это уже ощутимо: пол будет просто «ходить» под вашими ногами. И подобное точно хорошо не скажется ни на одном половом покрытии (кроме дешевого линолеума, пожалуй).
И это нормально: натуральная древесина – материал живой, и для нее свойственно сжиматься, усыхать или, наоборот, набирать в себя влагу. А вот двутавровые балки уже изготавливается из клееной древесины, с применением особо прочного соединяющего состава, и своих размеров они не изменяют.
Преимущество №3. Комфортный вес
Следующий важный аспект: двутавровые балки достаточно легкие, чтобы поднять одну из них самостоятельно, а потому с подобной работой без проблем справляются два обычных рабочих. Что это дает?
Во-первых, вам не понадобится тяжелая техника, которая должна будет поднимать обычные деревянные балки или металлические.
Во-вторых, работы на высоте станут более безопасными, ведь никому на голову не свалится слишком тяжелая балка.
Преимущество №4. Изготовление в домашних условиях
Двутавровые балки вы можете изготовить самостоятельно, если будете знать, какими должны быть их параметры и узлы соединения. И в итоге у вас будет не только уверенность в качестве перекрытия, но и немало сэкономленный бюджет.
Преимущество №5. Практичность в утеплении
И, наконец, последний приятный момент: двутавровые балки особенно удобны для утепления междуэтажного перекрытия и последующей отделки потолка:
Единственный неприятный момент заключается в том, что в России качественные двутавровые балки поставляют единицы компаний, и если уж их приобретать, то важно уметь правильно рассмотреть все технологические недочеты. Речь ведь идет о будущем перекрытии!
Вам наверняка интересно узнать, почему двутавровая балка называется именно так? Дело в том, что она состоит из двух основных элементов, которые напоминают соединенные буквы Т. А балка Т-образной формы, в свою очередь, называется тавром. Вот откуда произошло это необычное название.
Что представляет собой такая балка в разрезе? Прежде всего, это заготовка из OSB или фанеры, которые выступают в роли ребер жесткости. А для этого в балках предварительно фрезеруют паз нужной формы. Высота балки получается от 140 до 470 миллиметров, и на практике та оказывается достаточно жесткой на прогиб. Если говорить о выборе проекта балок для стандартного коттеджного строительства с самыми популярными пролетами до 6 м, наиболее выгодной будет балка высотой 302 мм.
Самыми первыми в России стали выпускаться наскоровские балки, и их обозначениями современные производители пользуются до сих пор. Их делят на серии в зависимости от толщины полок: на тонкие балки и широкополочные:
- Тонкие окантовочные балки серии NJ. Это балки с толщиной полок 38 мм. Такие заготавливают для обустройства периметра внешнего контура перекрытия, там, где необходим проем под лестницу или для других нагруженных мест. Они бывают однослойным и многослойными.
- Широкополочные балки серии NJH и NJU. Это балки с толщиной полок 64 мм или 89 мм, конкретно для несущих пролетов. Как вы понимаете, в таких местах нагрузка на балки наиболее сильна.
Вот как отличаются обе серии:
Отметим такой важный момент. В интернете часто можно встретить опасное заблуждение, согласно которому изготавливают деревянные двутавровые балки перекрытия: расчет производится по старой таблице наскоровских балок. Хотя на самом деле на то время еще не существовало СНиПов для двутавров, и эта таблица предполагала снеговую нагрузку около 90 кг/м, которые соответствуют как раз Ростовской области.
Но сегодня использовать такие данные неправильно, так как вы понимаете, что снеговая нагрузка может быть намного выше в более северных районах РФ. А поэтому руководствуйтесь только такой таблицей, которую составили уже современные производители:
Помните также, что не все виды двутавровых балок, которые сегодня применяются при строительстве, пригодны для устройства перекрытия. Например, двутавровые балки опалубки.
В заводских условиях двутавры изготавливают из ценной древесины хвойных пород: лиственницы или сосны. Если вы решили приобрести готовые двутавровые деревянные балки, дадим вам пару ценных советов:
- Пункт 1. Обратите внимание на шов: должен быть заметен небольшой выход клея. Это нормально.
- Пункт 2. По всей полке вырез должен быть конической формы, а сама OSB должна быть фрезерирована и вставлена правильно.
- Пункт 3. OSB должна быть через каждые полметра пристрелена скобами прямо в полку. Это помогает сохранять давление до того, как полностью застынет клей.
- Пункт 4. Вы имеете право попросить сертификат качества продукта и посмотреть, применяется ли нужный тип клея – тот, который допущен для клееных несущих конструкций.
- Пункт 5. Проверьте, есть ли в сопутствующей документации протокол испытания образцов балок, их номер технических условий и выпуска.
Выглядеть качественные двутавровые балки должны так:
Здесь секрет кроется в том, такие балки предварительно хорошо высушены, тогда как обычная древесина все еще содержит определенный процент влажности. Да и сама конструкция балки позволяет легко прорезать отверстия в перекрытии для проведения канализации, вентиляции газа и воды, а в условиях строительства частного дома или коттеджа это – важный момент.
Что касается клеевого соединения заметим, что некоторые российские застройщики уже давно отказались от заказа сырья от более мелких фирм и приобретают заграничные двутавровые балки, т.к. отечественное производство двутавровых деревянных балок и его итоговое качество не всегда радует. Да и опыта мало, канадская технология пока еще слишком непривычна и не находит в нашей стране большого количества последователей. Вот поэтому порой проще изготовить двутавровую деревянную балку своими руками – здесь нет ничего сложного. А мы расскажем, что и как.
Когда вы приступите к самостоятельному изготовлению заморской балки для строительства своего дома, то у вас уйдет около суток для первого образца, зато на второй день работа пойдет намного быстрее. Все делайте согласно такой пошаговой инструкции:
- Шаг 1. Приобретите листы OSB толщиной 12 мм и нарежьте их на равные части.
- Шаг 2. Далее вам понадобятся доски, в которых нужно сделать фрезу «ласточкин хвост» посередине доски, глубиной около 12-14 мм.
- Шаг 3. Залейте специальный клей в отверстие и вставьте лист OSB.
- Шаг 4. Чтобы быстро просушить участок, достаточно использовать обогреватель.
Главное при этом ни в коем случае не приобретать свежеспиленные или непросушенные доски, так как они могут непрогнозируемо повести себя в долгосрочной перспективе.
Высоту балки рассчитывайте по такому принципу:
- Для листа с размерами 2440 мм оптимальным шагом балок будет 305, 406, 488 и 610 мм.
- Для листа в 2500 мм рациональный шагом будет 312, 417 и 500 мм. А вот двутавровыебалки с шагом более 6 метров уже не применяют.
В заводских условиях двутавровые балки всегда фрезируются так, что прорезь у них получается как бы зауженой книзу, и лист OSB вклеивается в полку внатяг. Так лист и дерево прилегают наиболее плотно.
Для этого используется полиуретановый или меламиновый клей, а сам лист зажимают струбцинами и забивают еще дополнительно под углом 45 градусов по длине через каждые 20 см. На каждую такую балку уходит не более 2 часов, и уже через 6 часов ее можно устанавливать:
Соединяйте балки между собой при помощи специальных блок-вставок:
Вот небольшой видео-урок, как вставлять лист в древесину:
И наконец, самый ответственный этап! Изготавливая деревянные двутавровые балки для строительства своего дома, еще задолго до их монтажа вам нужно точно просчитать пустоты в перекрытиях – для будущей прокладки инженерных коммуникаций. Конечно вы будете проводить сантехнические трубы, электрические кабеля и инженерные системы. И здесь важно определеть все изначально правильно, чтобы потом не допустить ослабление перекрытия.
Сверление отверстий для коммуникаций
А теперь также подойдем вплотную к такому важному вопросу, как правильно сверлить двутавровые деревянные балки. Дело в том, что это необходимо делать еще на земле – до монтажа. И здесь важно соблюсти все правила, иначе даже небольшие отверстия способны ослабить балку по всей длине. Где именно могут располагаться сквозные отверстия в балках перекрытия зависит от того, по какой технологии они были произведены.
Так, у двутавровых балок отверстия должны быть не более 40 мм. Располагать их разрешено практически в любом месте между таврами, но только не ближе 150 мм к торцу балки или опоры на несущий элемент. Идеально, если такие отверстия будут располагаться прямо по центру относительно полок, а не выше или ниже. А максимально допустимый диаметр отверстия 10 см.
Кроме того следите за тем чтобы расстояние между соседними отверстиями было в 2 раза больше диаметра самого большого из них.
Узлы крепления балок со стеной
Если вы подготовили балки правильно, можете смело приступать их монтажу:
Вот основные узлы крепление двутавровых деревянных балок к стене:
В готовое перекрытие из деревянных двутавров вставьте утеплитель:
А теперь давайте разберем главные ошибки при изготовлении таких балок.
Ошибка №1. Покупка неподготовленной древесины
Если вы беретесь самостоятельно изготовить изготавить такое основание для перекрытия, помните, что в заводских условиях балки готовят по специальной технологии, используя только калиброванный сухой материал. Это позволяет полностью исключить возникновение перекручивания балок так называемым «вертолетом», которое нередко происходит при применении обычных деревянных балок и досок.
Вам наверняка будет интересно посмотреть на сам процесс заводского изготовления таких балок:
Ошибка №2. Использование неподходящего клеевого состава
Нельзя для склейки элементов двутавровой балки использовать эпоксидную смолу. У нее достаточно слабая адгезия конкретно в древесине, и придется выжидать немало времени, пока она затвердеет. А вот полиуретановый клей как раз подходит хорошо. Главное преимущество его в том, что он не горит и при этом сам термоактивен. Говоря простым языком, чем выше температура, тем крепче становится само изделие.
И уж точно нельзя использовать в качестве клея ПВА, ведь он совершенно не предусмотрен для применения в таких конструкциях.
Ошибка №3. Неправильное сопряжение балок
Речь идет о перерасходе балок. Дело в том, что в отличие от обычных деревянных балок, двутавры не крепятся внахлест. Для их крепления необходимо приложить балки встык и закрепить при помощи перфорированных пластин. Но не перфорированной лентой, применение которой потом приведет к опрокидыванию балки! Причем место установки перфорированных пластин определяется точными инженерными расчетами.
Ошибка №4. Применение не тех крепежных элементов
Еще одна популярная ошибка – это крепление двутавровых балок к стене и заделка их места монтажной пеной. А на самом деле использовать можно исключительно специальные закладные элементы.
Нельзя также применять слабые кронштейны, ведь после этого уже нельзя будет гарантировать несущую способность такого перекрытия и существует риск обрушения всей конструкции.
Не крепят двутавровые балки также обычными саморезами. Ведь сам по себе саморез – это не конструкционный элемент, и он не рассчитан выдерживать повышенную нагрузку, и используется только для крепления легких и не несущих конструкций.
Обратите внимание и на размер кронштейна, достаточность его высоты. Соотношение высоты кронштейна и балки должно стремиться к единице, то есть быть почти одинаковым. Чем меньше кронштейн – тем хуже.
Ошибка №5. Задействование посторонних элементов
Неправильно также использовать дополнительные элементы, которые не были предусмотрены конструкцией. На самом деле стандартное крепление двутавра достаточно жесткое, и еще как-то закреплять его нет необходимости.
Мы подготовили для вас иллюстрацию, которая поможет разобраться с самыми типичными ошибками монтажа таких балок:
Следуйте нашим советам – и у вас все получится!
Деревометаллическая балка
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве балок перекрытия, прогонов покрытия и поясов металлодеревянных ферм. Деревометаллическая балка выполнена из обработанных антисептиком и антипиреном деревянных продольных накладок, металлического сердечника, двух наружных швеллеров, соединенных воедино с помощью металлических полых нагелей и заклепок точечной сварки. Металлический сердечник состоит из двух металлических швеллеров, соединенных между собой точечной сваркой. Металлический сердечник и наружный швеллер соединены между собой заклепками точечной сварки. Техническим результатом изобретения является уменьшение трудоемкости изготовления сборочных элементов, упрощение процесса монтажа. 1 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве балок перекрытия, прогонов покрытия и поясов металлодеревянных ферм, в том числе в промышленных зданиях и сооружениях.
Известна деревянная балка составного сечения, составленная по высоте из двух или нескольких элементов, соединенных на пластинчатых нагелях из твердых пород дерева (В.Е.Шишкин. Деревянные конструкции. — М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре и строительным материалам, 1958. — С.104, рис.54). Балки состоят по высоте из двух или трех брусьев или окантованных бревен, плотно прилегающих друг к другу и соединенных в швах при помощи пластинок. Соединительные элементы выполняют в основном функцию элементов местной жесткости и, в современных условиях эксплуатации, недостаточно эффективно передают поток нагрузок (перерезывающие силы и моменты как в плоскости нагрузки, так и от возмущающих сил, действующих из плоскости основных потоков нагрузки). Соответственно, недостатком данного технического решения является малая прочность конструкции. Кроме того, установка соединительных элементов имеет высокую трудоемкость и увеличивает стоимость монтажных работ.
Известна также конструкция балки, описанная в патенте Российской Федерации №2105843, кл. Е04С 3/07, 1998. Балка состоит из поясов, плоской перфорированной стенки, поперечных опорных и продольных подкрепляющих ребер жесткости, выполненных из тонких профилированных металлических листов. Неразъемное соединение и общая жесткость конструкции обеспечивается за счет заклепок точечной сварки. Указанная конструкция имеет большую жесткость, чем предыдущая, но также обладает высокой трудоемкостью и высокой стоимостью монтажных работ. В дополнение металлическая конструкция имеет низкую коррозионную и огнестойкость.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является усиленная деревянная балка с обработанным антикоррозионным покрытием металлическим сердечником в виде двутавра, выполненного составным из двух профилей таврового сечения или тавров, составленных из четырех уголков с вваренным между ними листом меньшего сечения, чем стенка тавра, при этом сердечник футерован по периметру обработанными антисептиком и антипиреном деревянными накладками, соединенными с металлическим сердечником металлическими нагелями с отверстиями под соединительные элементы, при этом границы и соединения между металлом и деревом заполнены материалом, имеющим клеящую способность и повышенную огнестойкость, обеспечивающим защиту металла от коррозии и заполнение пустот и неровностей (Патент Российской Федерации №2233367, кл. Е04В 1/00, 2004).
Недостатками указанной конструкции является высокая трудоемкость изготовления сложнопрофильного деревянного короба (накладок), применение многоточечной контактной сварки соединения двутавра из четырех уголков с листом меньшего сечения.
Задача предлагаемого изобретения заключается в создании балки с минимальным количеством сборочных элементов, обладающей высокой прочностью, жесткостью, коррозионной и огнестойкостью.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является использование при сборке минимально необходимого количества сборочных элементов, упрощение и удешевление технологии изготовления металлических и деревянных элементов конструкции и сборки балки в целом.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной усиленной деревянной балке, выполненной сборной из металлического сердечника в виде двутавра и деревянных накладок, обработанных антисептиком и антипиреном, соединенных воедино нагелями с отверстиями под соединительные элементы, предлагаемая конструкция балки имеет металлический сердечник, выполненный из двух швеллеров, изготовленных из листового металла, а деревянные элементы, выполненные из продольных гладких досок, соединены воедино с помощью двух наружных швеллеров, продольно обхватывающих боковые части конструкции с двух сторон, при этом наружные швеллеры и металлический сердечник соединены между собой на всю длину заклепками точечной сварки, образующими жесткую неразъемную конструкцию усиленного двутавра.
Предлагаемая конструкция балки имеет существенно меньшую трудоемкость изготовления сборочных элементов, при этом обладает высокой прочностью, жесткостью, коррозионной и огнестойкостью. Так как конструкция балки состоит из простых металлических и деревянных элементов, сборка готового изделия заключается в выполнении минимально необходимого количества технологических операций: соединение швеллеров с помощью точечной сварки, сборка конструкции, сверление отверстий, напряженное соединение элементов с помощью металлических полых нагелей и заклепок точечной сварки, что позволяет существенно упростить процесс монтажа, а следовательно, снизить трудоемкость и себестоимость изготовления.
Металлический сердечник в собранной конструкции из двух швеллеров, изготовленных из листового металла и соединенных точечной сваркой, образует двутавр. Металлический сердечник в виде двутавра совместно с наружными швеллерами, продольно обхватывающими боковые части деревянных элементов с двух сторон и стянутыми пустотелыми металлическими нагелями, образуют прочную неразъемную деревометаллическую конструкцию. Соединение наружных швеллеров и металлического сердечника с помощью заклепок точечной сварки образует новую неразъемную металлическую конструкцию — усиленный двутавр, обладающий самостоятельной жесткостью.
Деревометаллическая балка с металлическим сердечником в виде усиленного двутавра позволяет значительно увеличить эксплуатационную жесткость, а сборка с помощью двух швеллеров, продольно обхватывающих торцевые части конструкции с двух сторон, позволяет исключить дополнительные элементы, как шайба под нагель, и выполнение вспомогательной операции «зенковка» в деревянной накладке под шайбу с нагелем.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема деревометаллической балки с разрезом.
Деревометаллическая балка 1 (см. чертеж) имеет обработанные антисептиком и антипиреном деревянные продольные накладки 2, металлический сердечник 3, два наружных швеллера 4, соединенных воедино с помощью металлических полых нагелей 5 и заклепок точечной сварки 6. Металлический сердечник 3 состоит из двух металлических швеллеров 7, соединенных между собой точечной сваркой.
Сборка балки осуществляется в следующем порядке. Деревянные продольные накладки 2 вкладываются в металлические швеллера 3. Деревянные накладки с металлическими швеллерами стыкуются металлическими частями точечной сваркой друг к другу. На деревянные накладки с металлическими швеллерами с двух сторон насаживаются два наружных металлических швеллера 4, и в специальном приспособлении, через наружный металлический швеллер 4, деревянные накладки 2 и металлический сердечник 3 выполняются отверстия, через которые элементы конструкции соединяются воедино металлическими пустотелыми нагелями 5. Металлический сердечник и наружный швеллер соединяются между собой заклепками точечной сварки 6.
Деревометаллическая балка, выполненная сборной из металлического сердечника в виде двутавра и деревянных накладок, обработанных антисептиком и антипиреном, соединенных воедино нагелями с отверстиями под соединительные элементы, отличающаяся тем, что металлический сердечник выполнен из двух швеллеров, изготовленных из листового металла, а деревянные накладки, выполненные из продольных гладких досок, соединены воедино с помощью двух наружных швеллеров, продольно обхватывающих торцевые части конструкции с двух сторон, при этом наружные швеллеры и металлический сердечник соединены между собой на всю длину заклепками точечной сварки и образуют жесткую неразъемную конструкцию усиленного двутавра.
Деревянные двутавровые балки перекрытия от производителя.
Невозможно представить себе дом без перекрытий. Для этого раньше использовался металлический двутавр. Сегодня тяжелый и неудобный в транспортировке и при монтаже материал заменяют деревянные двутавровые балки, которые изготавливаются из ОСБ-плит и строганного бруса.
Деревянная двутавровая балка заменяет громоздкие, уступающие по характеристикам металлические конструкции. Она используется в строительстве для:
- монтажа стропильных систем;
- обустройства каркаса здания;
- устройства межэтажных перекрытий;
- реконструкции зданий (балконов, мансард и т.д.).
Однако не только такая многофункциональность выгодно выделяет деревянный двутавр на фоне привычных материалов.
Преимущества двутавровых балок из дерева
- универсальность использования
- легкость при перевозке и монтаже
- высокая прочность
- не подверженность деформации и изменению параметров под воздействием внешних факторов
- не требуется специальная пропитка и покраска
Двутавровые деревянные балки не деформируются, не рассыхаются, не подвержены коррозии. Их параметры и свойства остаются неизменными при любых воздействиях извне. Несмотря на сверхпрочность, двутавр из дерева можно распилить любой пилой и получить необходимый размер для строительства или реконструкции. Балка легко выдерживает большие нагрузки без вспомогательных усиливающих конструкций. Благодаря этой особенности, полы можно монтировать без стяжки.
Еще больше информации о строении деревянного двутавра, его строении, достоинствах, использовании читайте здесь:
Купить деревянные двутавровые балки вы можете у нас на сайте.
Производство
Предлагаем широкий ассортимент качественных изделий из древесного шпона в разных размерах. У нас есть даже деревянная двутавровая балка размером 9 метров. Ее покупают для работ над масштабными проектами для обеспечения максимальной надежности конструкции.
- Серия БП – балки, верхняя и нижняя полка которых изготовлена из сухого строганного бруса с максимальной длиной 9 метров.
Перейти в раздел цен на двутавровые балки
Для создания деревянной двутавровой балки мы используем качественно просушенный и проклеенный брус из дерева (в серии БП) , а также особые клеевые материалы, обладающие повышенной огнеупорностью и влагостойкостью.
Двутавр изготавливается на современном оборудовании (Германия) и супермощном прессе. На выходе мы получаем высокопрочный однородный продукт, сразу готовый к эксплуатации.
Видео
Заказывая двутавр из дерева у нас, вы получаете товар с нашего завода, который расположен в Калуге. Мы берем на себя полную ответственность за всю поставляемую продукцию и предоставляем гарантии. А при необходимости изготовления партии товара срок поставки составит от трех до пяти дней. После выхода с завода двутавр готов к длительной эксплуатации без корректировок их технических характеристик.
Фотогалерея
Двутавр — Википедия
Двутавровая балка в основании первого этажа строения.
Двута́вр — стандартный профиль конструктивных элементов из чёрного проката или дерева, имеющий сечение, близкое по форме к букве «Н». Балка двутаврового профиля в тридцать раз жестче и в семь раз прочнее балки квадратного профиля аналогичной площади сечения, что превосходит прочность швеллера. Однако устойчивость двутавра к скручиванию очень мала (как и у других открытых сечений — швеллера, уголка) — примерно в 400 раз меньше, чем у круглой трубы такого же сечения.
- Название происходит от лат. taurus (бык) — двутавровые балки «двурогие» по обеим сторонам.
- В английском языке используется термин I-beam (или H-shaped), в польском и немецком — чаще используют термины, аналогичные double-T.
Размеры двутавров[править | править код]
Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок, согласно ГОСТ Р 57837-2017, по соотношению размеров и условиям работы делятся на следующие типы: балочные (нормальные и широкополочные), колонные, свайные, образцы дополнительной серии. По точности двутавры классифицируются на образцы типа А (высокая точность) и образцы типа В (обычная точность).
Стандартные размеры по ГОСТ Р 57837-2017 варьируются в следующих диапазонах:
- Высота двутавра(h): от 100 (мм) до 780 (мм).
- Ширина полки (b): от 55 (мм) до 435 (мм).
- Толщина полки (t): от 5,1 (мм) до 146 (мм).
- Толщина стенки (s): от 3,8 (мм) до 96 (мм).
Сортамент горячекатаных стальных двутавров с уклоном внутренних граней полок устанавливается ГОСТом 8239-89.
Стандартные размеры по ГОСТ 8239-89 варьируются в следующих диапазонах:
- Высота двутавра (h): от 100 (мм) до 600 (мм).
- Ширина полки (b): от 55 (мм) до 190 (мм).
- Средняя толщина полки (t): от 7.2 (мм) до 17.8 (мм).
- Толщина стенки (s): от 4.5 (мм) до 12 (мм).
По точности прокатки двутавры с уклоном внутренних граней полок классифицируются на образцы типа Б (повышенная точность) и образцы типа В (обычная точность). Уклон внутренних граней полок должен быть в пределах от 6 % до 12 %.
Двутавры всех типов изготавливают длиной от 4 (м) до 12 (м), по согласованию с потребителем допускается изготовление образцов длиной больше 12 (м).
Масса двутавров[править | править код]
Масса двутавра зависит от номинальной площади его поперечного сечения и длины. При расчётах веса используют среднюю плотность стали, которая составляет 7850 (кг/м3).
Масса рассчитывается по формуле:
m = p × V, где p — это средняя плотность стали, V — объём двутавра.
Объём двутавра рассчитывается по формуле:
V = FH × h, где FH — это номинальная площадь поперечного сечения, h — длина двутавра.
Согласно ГОСТ Р 57837-2017 масса одного погонного метра стального нормального балочного двутавра в зависимости от номера профиля варьируется от 8,1 (кг) до 194,8 (кг), широкополочного двутавра — от 24.4 (кг) до 518,3 (кг), колонного двутавра — от 26.8 (кг) до 1332 (кг).
Вес горячекатаных стальных двутавров с уклоном внутренних граней полок также зависит от номера профиля и устанавливается сортаментом вГОСТ 8239-89. Масса образцов варьируется в пределах от 9.46 (кг) до 108 (кг).
По нормативам ГОСТ 8239-89 отклонения по массе 1 (м) длины двутавра должны быть в рамках от +3 % до — 5 %.
Типы металлических двутавровых балок[править | править код]
Ржавая клёпаная стальная двутавровая балка
Двутавровая металлическая балка широко применяется в строительстве перекрытий и мостовых сооружений. Также стальные двутавровые балки часто используются для армирования шахтных стволов, в автомобильной промышленности и вагоностроении.
В США чаще всего используют балки с широкими полками (wide-flange (WF) shape).
Максимальная нагрузка на двутавровые балки по стандарту ASTM:
- A36 — до 36 ksi
- A572 — от 42 ksi до 60 ksi (обычно 50 ksi)
- A992 — от 50 ksi до 65 ksi
Номер профиля обозначает высоту сечения, например двутавр с номером профиля 20, имеет высоту сечения 20 см.
Помимо прочего, двутавровые балки бывают:
- Нормальный — обозначение символом «Б»
- Широкополочный — обозначение «Ш»
- Колонный — обозначение буквой «К»
В странах Европейского Союза двутавровые балки отличаются размерами от двутавровых балок, изготовленных согласно ГОСТ. В Европе наибольшее распространение имеют широкополочные балки типов HEA, HEB, HEM, а также нормальные стальные двутавры типа IPE (с параллельными гранями полок) и IPN (с уклонов внутренних граней полок). Данные двутавры производятся согласно норм DIN 1025, EN 10034. Самые распространенные марки стали, из которых производятся европейские двутавры — S235JR, S235J0, S235J2, S275JR, S275J0, S355JR, S355J0, S355J2, S355K2, S450J0
Схема деревянной двутавровой балки
Двутавровая деревянная балка применяется в каркасном домостроении. Применение деревянных двутавровых балок в перекрытиях в каркасном домостроении позволяет:
- сократить затраты на устройство фундаментов;
- ускорить сроки строительства;
- значительно снизить общий вес здания.
По сравнению с использованием простых балок в строительстве, использование двутавровых балок позволяет избежать таких проблем, как усадка, усушка, сдвиги, трещины, скрип готового строения и прочее.