Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и особенности выбора

5 Двутавровые балки ГОСТ 26020

Данный стандарт содержит сортамент горячекатаных двутавровых балок высотой в диапазоне значений 100–1000 мм с полками, грани которых параллельные, шириной в пределах 55–400 мм. Все профили ГОСТ 26020 по условиям применения, а также соотношению размеров делят на такие типы, как:

• нормальные двутавровые изделия – Б;
• широкополочные двутавровые изделия – Ш;
• колонные – К.

балки для проведения строительства

Этот буквенный индекс указывается в обозначении двутавров, то есть стоит сразу за номером его профиля. Балки делают в соответствии с размещенным на предприятии-изготовителе заказом длиной в пределах 6–24 м. Если договором предусмотрено, то могут поставляться с отрезками, количество которых не должно превосходить 5, 8, 12 или 20 % (зависит от линейной плотности отгружаемого профиля) от общей массы поставляемой партии двутавров. Отрезками в ГОСТ 26020 считаются балки длиной не меньше:

• 3 м – для типоразмеров с линейной плотностью, не превышающей 20 кг/м;
• 4 м – типоразмеры с линейной плотностью, превышающей 20 кг/м.

Стандартом допускается производство двутаврового проката ограниченной длины в границах немерной. Сортамент (перечень номеров профилей) изготовляемых по этому стандарту двутавровых балок и их остальные размеры можно найти в Табл. 3, которая в конце статьи. Толщина полок t для двутавров стандарта 26020 указывается и замеряется в том месте на фланце, которое расположено ровно на 1/4 ширины полки от ее кромки и вычисляется по следующей формуле: b/4.

ГОСТ 26020 регламентирует следующие предельно допустимые отклонения на размеры двутавров. Для высоты профиля h (все значения в мм):

Для ширины полки в зависимости от величины номинальной высоты профиля h, мм:

• ±2 – для балок высотой меньше 120 включительно;
• ±3 – для балок высотой больше 120.

Для толщины стенки, мм:

Для толщины полки, мм:

По длине предельно допустимые отклонения стандартом 26020 нормируются только для двутавровой продукции мерной и кратной ей длины, и они следующие, мм:

Балка двутавровая: таблица размеров, вес и размерные характеристики профилей

Современное производство позволяет изготавливать профили различных размеров, из большого количества материалов и в разнообразной конфигурации. Есть возможность выполнения двутавровых балок по индивидуальным параметрам.

Данная статья содержит описание наиболее распространенных в строительстве двутавровых балок. Для наглядности представленной информации и возможности визуального сравнения предлагается таблица размеров двутавровых балок:

Таблица размеров двутавра, цена за метр погонный

Экономичность производства двутавровых профилей позволяет выпускать продукцию по доступной для потребителя цене. Высокая надежность изделий при относительно низкой стоимости формирует повышенный спрос на двутавры в широких сферах строительства.

Экономичность изготовления двутавровых профилей позволяет выпускать продукцию по приемлемой цене

Стоимость двутаврового профиля формируется из расчета цены на металл и количества расходного материала, требуемого для изготовления балки. Стоимость просчитывается за каждый метр профиля.

Приобрести двутавры сегодня несложно, гораздо труднее подобрать двутавровые профили, максимально точно отвечающие запросам возводящегося объекта. Руководствуясь данными, представленными в статье, можно сориентироваться в типе, количестве материалов и значительно сэкономить время на расчетах.

https://youtube.com/watch?v=aVeBhtp2E7k

Особенности, преимущества и недостатки перекрытий из дерева

Деревянные конструкции устраиваются по балкам, которые также выбираются из этого материала. Чаще всего они используется в небольших малоэтажных домах.

Балки могут быть изготовлены из:

• досок, толщина которых составляет от 3,8 до 5 см;
• бруса, толщина которого составляет от 7,5 см до 17,5 см;
• бревен;
• проклеенного бруса;
• клееных балок (деревянного двутавра).

Такой вид перекрытия по балкам обладает следующими преимуществами:

• его достаточно легко сделать и смонтировать;
• обладает хорошими теплоизоляционными свойствами;
• дерево является экологически чистым материалом, что гарантирует отсутствие в доме вредного воздействия на организм человека;
• можно использовать в домах, которые стоят на легком фундаменте, поскольку перекрытия не будут давать большой дополнительной нагрузки;
• доступность.

В то же время, необходимо помнить и о недостатках данной конструкции:

• перекрытия из дерева по балкам имеют не такую высокую прочность, как железобетонные;
• нуждается в дополнительной обработке антипиренами – благодаря этому деревянное покрытие будет не горючим;
• без обработки антисептиком, деревянное покрытие по балкам может быть поражено грибком, насекомыми-вредителями или плесенью;
• из-за сырости, колебаний температур, влажности и нагрузок присутствует риск образования деформации деревянного перекрытия.

Основные этапы при монтаже перекрытия из дерева

Данный вид перекрытия устанавливается по балкам. Так что, первый шаг в технологической схеме устройства – это установка балок. Устройство этих элементов в доме происходит согласно следующей инструкции:

• Первоначальной задачей стоит обработка древесины антисептиком. В противном случае, они будут со временем гнить, и перекрытие по деревянным балкам будет неустойчивым.
• Концы балок срезаются по углом от 60 до 80 градусов. Помимо антисептика, они также просмаливаются.
• Далее концы балок должны быть обернуты рубероидом.
• В стене должны быть подготовлены ниши, глубина которых должна составлять от 15 см. В них укладываются балки. При этом зазор между стеной и балкой должен составлять от 3 до 5 см. После установки балки, он заполняется минеральной ватой.

Устройство необходимо начинать с самых крайних элементов. После того, как все они будут установлены, необходимо чтобы по балкам был одинаковый горизонтальный уровень.

В некоторых случаях, необходимо позаботиться об обеспечении большей жесткости. Для этого обычно прибегают к стальным креплениям – анкерам, скобам либо пластинам. Если анкера и пластины используются крайне редко, то скобы можно встретить достаточно часто в деревянных домах.

После завершения этих этапов, можно приступать к устройству перекрытия по балкам. В качестве настила обычно выступают листы фанеры, строганные доски либо панели OSB. Но это далеко не единственный элемент. Пирог перекрытия состоит из чернового пола, изоляции (ветро-, тепло-, гидро-), небольшого воздушного зазора и половой доски. Пирог: от верхних слоев к нижним слоям (наглядный пример):

1. Ламинат.
2. Подложка под ламинат.
3. Плиты ОСП.
4. Доска с характеристиками 50х100.
5. Утеплитель толщиной 20 см.
6. Брус 70х195 мм.
7. Брус 20х20 см.
8. Защита от ветра.
9. Доска 25х100.

Пирог, а точнее его слои, могут немного изменяться в зависимости от конструктивных решений. В зависимости от того, какая плита используется в качестве чернового пола, рекомендуется либо покрыть финишным покрытием и класть плитку, линолеум или другое покрытие. В том случае, если сверху в качестве чернового пола выступают струганные доски, их можно покрыть лакокрасочным составом и больше ничего не укладывать.

Рекомендации от специалистов по работе с конструкциями из древесины

В том случае, если необходимо устройство перекрытия из древесины по балкам, специалисты рекомендуют придерживаться некоторых советов. Среди которых:

• Устраивать перекрытия нужно только в тех местах, где это действительно необходимо. Излишние конструкции в декоративных или других целях будут лишь давать дополнительную нагрузку на фундамент.
• Все элементы из дерева должны быть обработаны специальными антисептиками и защитным составом от возгорания.
• Прежде, чем вставлять балки в бетонные или кирпичные выемки в стене, их предварительно нужно обработать специальными составами. После этого они оборачиваются рубероидом и только затем вставляются в выемки.
• Если рядом с балками проходит дымоход, нужно помнить, что минимальное расстояние между ними должно быть не менее 25 см.

Делаем деревянное перекрытие

Гофрированные балки: отличная экономия

Хотя гофро0балка и выглядит интересно, в России такую конструкцию начали применять еще в 30-х годах прошлого века. Тогда нечто подобное задействовали в деревянных конструкциях. Сегодня же такие балки варят в нескольких металлургических заводах страны.

Теперь этот вид балки представляет собой сварную легкую конструкцию из профлиста, который приварен к стальным полкам. Причем сами полки здесь из горячего проката, а профлист – холоднокатанный.

Посмотрите, как выглядят такие балки:

К идее гофрирования стенок таких балок пришли с целью экономии, если говорить грамотным языком – снижения металлоемкости строительства. Естественно, гофрированная стенка может быть тоньше обычной металлической (всего 1,5-1,8 мм), т.к. у нее уже есть поперечные ребра.

Которые, ко всему, еще и повышают крутильную жесткость самой балки! А, значит, позволяет избавить от главного недостатка, который свойственен двутавру. Здесь напряжение развивается только у поясов, падает почти до нуля, а все касательные напряжения равномерно распределяются по высоте стенок.

Сама гофра может быть как волнистой, так и треугольной (такая считается более технологичной). Еще более прочная балка не с вертикальными гофрами, а горизонтальными.

В общей сложности гофры располагаются к верхнему поясу под углом 45-50°, с расчетом соотношения высоты волны к ее длине от 1/5 до 1/20.

По сравнению с обычными двутавровыми горячекатаными балками гофробалки выходят экономнее на 20-40%. Мало того, что такие балки весят меньше, само профилирование придает большей жесткости при вращении, а потому в монтаже таких балок используется меньше специальных подъемных приспособлений в виде дополнительных уголков и связей. Это значительно упрощает монтаж.

Гофробалки хороши в качестве кровельных прогонов с пролетом от 9 м и как несущее основание в многоэтажках с пролетами до 24 метров.

Единственный существенный недостаток таких конструкций в том, что они довольно трудоемки в изготовлении. Но, благодаря тому, что у таких балок нет ребер жесткости, уменьшается расход металла и длина сварных швов.

Двутавровый профиль № 18: отличительные особенности и вес двутавра

Этот вид профиля относят к прокату фасонного типа – к категории монорельсовых балок. Двутавр 18 принято считать универсальным, поскольку он применим во всех отраслях строительства. Основные его преимущества – жесткость, прочность, износоустойчивость.

Как и предыдущие типы балок, двутавр № 18 изготовлен в соответствии госстандарта 8239-89. Это изделие выполнено в Н-образной форме и представлено в двух вариантах. Различают двутавр стандартной и повышенной точности. Профиль обычной точности имеет высоту 180 мм, ширину 90 мм, значение толщины стенки — 5,1 мм и средней толщины перемычки — 8,1 мм. Вес 18 двутавра в метровой балке составляет 18, 35 кг. Балка повышенной точности характеризуется своими отличительными особенностями. В маркировке присутствует буква «А».  Размеры двутавра 18 в этом варианте несколько отличаются. Полная высота профиля составляет 180 мм. Общая ширина равна 100 мм. Перемычка имеет толщину 5, 1 мм, показатель толщины полки равен 8,3 мм. Весит двутавровая балка № 18 19, 92 кг.

Балку двутавровую № 18 используют при закладке фундамента, создании опорных площадей, а также в качестве армирующих элементов

Вес балки нормальной (СТО АСЧМ 20-93)

Вес балки широкополочной (СТО АСЧМ 20-93)

Особенности и размеры железобетонных балок перекрытия

Балки перекрытия изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 20372-2015 из тяжелого или легкого конструкционного бетона армированного горячекатаной или термомеханически упрочненной арматурой класса А600-А1000.

При этом стандартные размеры железобетонных балок перекрытия гост 20372-2015 должны соответствовать размерам указанным в Табл.1

Нормативным документом ГОСТ 20372-2015 регламентированы следующие виды несущих изделий в зависимости от длины перекрытия:

• Балки перекрытия железобетонные серии БСП6-БСП9 перекрывающие пролеты длиной 5960-8960 мм.
• Изделия под маркировкой 1БСП 12-2БСП12 перекрывающие пролеты протяженностью 11960 мм.
• Стропильные балки 1БСД18 допускаемые строительство пролета 17960 мм.
• Балки серии 1БСД15 для строительства пролетов 14960 мм.
• Балки серии 1БСД21 используемые для возведения перекрытий длиной 20960 мм.

Выше использованы следующие обозначения типа изделия: БСП – балка стропильная с параллельными поясами, БСД – двускатная балка стропильная с параллельными поясами.

Особенности изготовления двутавровых профилей

Двутавровые профили производят согласно утвержденным нормативным документам. ГОСТом 26020-83 определяются моменты, связанные с изготовлением профилей с параллельными гранями. Аспекты изготовления профилей специализированного назначения регламентированы ГОСТом 19425-74. Особенности выполнения профилей с наклоненными гранями обозначены в ГОСТе 8239-89.

Производство двутавровой балки осуществляется посредством сварки трех основных элементов, в результате получаются поясные швы

Изготовление своими руками двутавровой балки из металла практически невозможно. Процесс производства осуществляется на специализированном оборудовании методом горячего прокатывания. Заготовкой для изделия служат блюмы, которые обрабатываются при температуре около 1200 ℃. Специфическая форма профиля повышает прочность и жесткость изделия, а также позволяет выдерживать повышенную нагрузку и равномерно распределять ее по всей поверхности конструкции.

Существует и другой способ производства двутавровых профилей – сварочный, когда три элемента профиля соединяют с помощью сварки. Данный процесс полностью автоматизирован. Сварные двутавры имеют меньшее поперечное сечение в сравнении с монолитными балками. Также здесь можно сочетать различные марки стали, укрепляя только «нужные» участки, что, в свою очередь, позволяет уменьшить общую стоимость профиля.

Двутавр 10: размеры, характеристики, сфера применения

Двутавровый профиль №10 – самый миниатюрный представитель данных конструкций. Несмотря на небольшую массу, изделие довольно жесткое. Такой профиль отличается повышенной устойчивостью к нагрузкам, высокой надежностью и стабильностью геометрических характеристик на период эксплуатации.

Двутавровый профиль №10 имея небольшой вес, достаточно устойчив к ударным и весовым нагрузкам

Двутавр 10 используется как прочное перекрытие каркасов при строительстве малоэтажных конструкций, укреплении сооружений или для возведения опоры, а также изделие применяется в оформлении вертикальных колонн. Параметры данного профиля невелики. Полная высота двутавра составляет 100 мм. По ширине профиль достигает 55 мм. Стенка имеет толщину 4, 5 мм, а полка – 7,2 мм. Весит метр двутаврового профиля в этой модификации 10 9, 46 кг. Десятый двутавр может быть изготовлен длиной от  4 м до 12 м.

По положению граней выделяют наклонные и параллельные двутавры. Они имеют соответствующую маркировку, где «У» – профиль с уклоном граней и «П» – балка, в которой грани расположены параллельно.

Технические показатели, размер и вес двутавра 20

Двутавр № 20 – это профиль, выполненный таким же горячекатаным способом, как и другие балки этого типа. Он имеет форму в виде перевернутой буквы «Н». Двутавровый профиль № 20 производится согласно положению ГОСТа 26020-83, регламентирующего размер и вес двутавра 20, а также в соответствии с госстандартом 19425-74 и 8239-89.

Полная высота профиля составляет 200 мм, показатель его ширины – 100 мм. Стенка профиля имеет толщину 5, 2 мм, а перемычка – 8, 4 мм. Вес 1 метра двутавра 20 равен 21, 04 кг.

Как вариант такой двутавр может быть изготовлен из сварных балок

Важно отметить, что он имеет более широкую сферу применения

Двутавровая балка № 20 предназначена для строительно-монтажных работ и укрепления секций корпуса здания

Классификация профилей и возможные размеры двутавровой балки 20

Двутавры № 20 могут различаться расположением граней полки. Есть профили с уклоном и параллельные. Грани с уклоном бывают обычные (с углом 6-12%), т.е. без дополнительной маркировки, и с особым расположением. Второй вариант различается по типу маркировки: М и С. Маркировка «М» предполагает использование изделия при устройстве навесных систем сложного типа. Профиль, обозначенный буквой «С», используется при возведении сооружений сложной геометрии или при формировании специфических конструкций.

Статья по теме:

Двутавровый профиль, у которого грани параллельны, маркируется как «Б», «К» или «Ш». Выше упоминалось, что маркировка с буквой Б – это обычный профиль. К данному виду относится двутавр 20б1, размеры которого следующие: общая ширина балки – 100 мм и полная высота профиля – 200 мм. Стенки такой конструкции по толщине составляют 5, 6 мм, а его полка — 8, 5 мм. Весит погонный метр профиля 20Б1 22,4 кг.

Балки можно крепить болтами, заклёпками или сваривать сварочным аппаратом

Отметка «К» обозначает колонный профиль, подразумевает использование в ситуациях, когда невозможно применение железобетонных колонн. Профиль с маркировкой «Ш» вполне может выступить самостоятельным компонентом в строительстве. Так, размеры двутавра 20ш1 по ГОСТу следующие: высота – 193 мм, а его ширина равна 150 мм. Показатель толщины стенки балки составляет 6 мм, перемычки – 9 мм. Метровая двутавровая балка этого типа имеет массу 30,6 кг.

Возможные размеры и вес двутавровой балки – таблица

Размеры двутавра 20 в длину могут варьироваться от 4 м до 12 м. Размер бывает мерный, немерный, кратный мерному и мерный с остатком, где остаток – это профиль длиной, превышающей 3 м.

Таблица позволяет наглядно сравнить размерные характеристики каждого варианта двутавра:

Общие сведения

Разновидности перекрытий

Чердачное перекрытие может быть установлено в качество элемента крыши, и тогда оно будет являться частью стропильной системы. Оно может быть установлено в качество независимого элемента. Для сохранения тепла следует обязательно использовать слои с теплоизоляцией и пароизоляцией. Перекрытие цокольного этажа и подвала должно быть очень прочным и способным выдерживать большие нагрузки. Такие пролеты тоже утепляют и прокладывают слои материала для пароизоляции, чтобы холод ни в коем случае не проник из подвала в дом.

Между собой балки отличаются по видам, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Для того чтобы сделать цельные балки, используют древесину твердых пород. Большим недостатком являются цельномассивные деревянные балки, так как у них есть ограничение по длине – не более 5 метров. Балки из клееной древесины отлично сочетают в себе эстетику и высокую прочность. Их использование помогает существенно увеличивать предельную длину, которая может быть до 20 метро и идеально подойдет для перекрытия больших пролетов. Учитывая то, что этот материал выглядит очень красиво, его зачастую не перекрывают потолком, и он является элементом дизайна.

Преимущества

Есть несколько весомых преимущества, к которым можно отнести:

• Простоту установки.
• Способность к перекрытию больших пролетов.
• Небольшой вес.
• Большой срок эксплуатации.
• Высокий уровень безопасности от пожаров.
• Материал не поддается деформации.

Перекрытия балками между этажами делается материалом с прямоугольным сечением, что характерно для доски или бруса, или же используется круглое, которое изготовлено из бревна.

Требования к балкам перекрытия

Установка перекрытий из деревянных балок способно повлечь за собой ряд особых требований, которые следует учитывать.

Состоят они в следующем:

1. Балочные изделия обязательно должны быть сделаны из хвойных пород дерева,  так как именно они имеют высокий запас прочности. При этом влажность древесины должна быть не больше 14%, так как в противном случае лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
2. Запрещено для создания балок перекрытия использовать древесину, которая подверглась заболеваниям, грибку или она была испорчена насекомыми.
3. Перед началом монтажа элементы для создания балок следует обрабатывать антисептиками.
4. Для того чтобы в будущем пол или потолок не прогибался из-за нагрузки, следует сделать строительный подъем. Чтобы это выполнить, потолок нижнего этажа должен иметь незначительный подъем – это не будет вам мешать, наоборот, при нагрузке все выровняется и будет в нужном положении.
5. Если вы планируете укладывать брусья с большой частотой, то вместо них можно использовать доски, которые нужно обязательно устанавливать на ребра.

Порядок расчета

Перед началом установки деревянного перекрытия балками следует выполнить некоторые расчеты, благодаря которым вы узнаете размеры и количество балок.

Для этого вам потребуется:

• Определить, какова будет длина пролета, на которой и будет производиться установка.
• Сделать расчеты на предполагаемую нагрузку, которая будет после установки.
• С указанными данными можно выполнить расчеты на сечение балок и шага установки. Для этого используйте специальные калькуляторы онлайн или таблицы.

Длина балок будет сложены из таких данных, как длина пролета, который следует перекрыть и запаса балки, который будет установлен в самой стене. Узнать пролет можно при помощи любых измерительных приборов, а запас балок, который будет установлен в стене, напрямую зависит от материала, из которого выполнена стена.

Самый популярный вариант пролета, который перекрывают балками, равен от 250 до 400 см. Но учтите, что самая большая допустимая длина балок, сделанных из доски или бруса, не может быть более 600 см. В случае, если длина пролета больше допустимого размера, советуем сделать балки из клееного  бруса. Кроме этого, для перекрытия пролета, который более 600 см, можно поставить специальную деревянную ферму. Нагрузка, которая идет на деревянную балку, в целом состоит из веса деталей пролета (внутреннего наполнения, балок, обшивка пола и потолка) и веса элементов временного назначения (бытовая техника, предметы мебели, люди, присутствующие в помещении).

Сферы применения

Каждая из разновидностей балки имеет определенную сферу применения, для которой её характеристики подходят наилучшим образом:

• классический вариант опалубки с деревянной двутавровой балкой – используется при заливки перекрытий, стен, крыши, колонн и т.д.
• металлические (стальные) балки – предпочтительны при формировании конструкций, которые рассчитаны на нагрузки, превышающие максимально допустимые для систем, сформированных из деревянных элементов.
• алюминиевая балка – применима при возведении объемных конструкций, функции которых заключаются в выравнивании.

Применение деревянной двутавровой балки

Классификация двутавровых балок по ГОСТу

Для двутавровых балок разработаны ГОСТы на основе теоретических и экспериментальных исследований по выявлению наиболее рациональных типов фасонных профилей и частоты их градации.

С возрастанием ширины пролета увеличивается высота стальных балок:

• прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
• при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.

Классический двутавр с уклоном внутренних граней полок 6-12% (ГОСТ 8239-89) применяются главным образом в качестве элементов, работающих на изгиб, а также в составных сечениях колонн. Работа в качестве сжатых элементов (стоек, колонн) не эффективна ввиду малого момента инерции. Балки обозначаются в сортаменте по номерам, соответствующим высоте профиля в сантиметрах.

Двутавры с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93) выпускаются трех основных типоразмеров:

• Нормальные балочные двутавры (Б), выпускаются высотой до 1000 мм, с шириной полок до 320 мм. Применяются для эксплуатация под средними нагрузками;
• Широкополочные двутавры (Ш), имеют высоту также до 1000 мм при максимальной ширине полок 400 мм. Могут использоваться для разрезки по продольной оси для получения таврогово профиля. Тавр укладывается на один пролет. Целый двутавровый профиль – на один или несколько пролетов. Эти металлоизделия очень массивны. Плюсом их использования является возможность использования в качестве самостоятельного элемента без применения усиливающих деталей;
• Колонные двутавры (К), их использование эффективно в колоннах зданий. Они имеют соотношение высоты к ширине полок 1:1 и максимальные размеры 400х400 мм. Это наиболее массивные профили. Имеют широкие, утолщенные полки и стенки. Применяются при устройстве большепролетных конструкций.