В современном мире появилось множество строительных материалов на любой вкус и кошелек. Каждый потребитель может выбрать из них подходящий, исходя из собственных потребностей и предпочтений. Но неизменно на протяжении долгого времени особой популярностью пользуется двутавр деревянный и его металлические собратья (например, алюминиевый двутавр). Стоит разобраться, в чем же кроется секрет.

Основные характеристики двутавровых балок

Разнообразие двутавров не такое большое, как у некоторых других материалов, но все же существуют основные параметры, по которым следует выбирать необходимый номер этого профиля:

  • размер и площадь двутаврового сечения;
  • вес одного погонного метра;
  • осевой момент сопротивления двутавра относительно главных осей;
  • осевой момент инерции двутавра;

Обратите внимание!

Этот показатель больше, недели у других балок прямоугольной, квадратной формы, что увеличит общее сопротивление конструкции к изгибающим нагрузкам.

  • статический момент инерции двутавра;
  • радиус инерции.

Обратите внимание!

Эти характеристики можно найти в справочных таблицах. Кроме того, существуют специальные формулы и программы для расчетов.

 Разрешенные нагрузки на деревянные двутавровые  балки: поперечная сила max 11,0 кН/м; изгибающий момент max 5,0 кН/м (в соответствии с ГОСТ 20850).

Обратите внимание!

Строго запрещено сбрасывание балок при погрузке/транспортировке/разгрузке.

 Транспортировка деревянного двутавра должна осуществляться только в крытых автомобилях или с помощью железнодорожного транспорта. Так материалу будет обеспечена необходимая защита.

Условия хранения деревянных балок

Во-первых, балки должны быть рассортированы по размеру. Во-вторых, при хранении следует избегать провисания и остаточной деформации. Для этого, двутавровые балки необходимо разместить на деревянных прокладках штабелями. В-третьих, следует укрывать материал от осадков или же хранить в закрытом помещении, так как дерево не устойчиво к неблагоприятным внешним воздействиям.

Преимущества двутавра

Применение двутавра в различных конструкциях

Применение двутавра в различных конструкциях

Двутавр –это профиль Н-образной формы из металла или дерева. Применяется для укрепления конструкций при создании опалубки;  необходим он для перекрытий, стен.

Чаще всего двутавровые деревянные балки используют при строительстве каркасных домов. Этот материал дает следующие преимущества:

  • высокую удельную прочность всей конструкции, долговечность за счет ребра жесткости из многослойного шпона или плит OSB;
  • универсальность в применении;
  • в отличие от аналогичных материалов, двутавр при правильном монтаже никогда не будет скрипеть;
  • отсутствие усадки, усушки, сдвигов и трещин в конструкции (опять же, при соблюдении всех условий установки);
  • сравнительно небольшой вес перекрытий, что значительно упростит монтаж и продлит срок эксплуатации;
  • сокращение затрат на устройство фундамента.

Производство металлических двутавровых балок

Существует два основных способа производства металлических балок: сварной двутавр и горячекатанный. Сварной изготавливают  путем сварки. Такой метод используется для получения балок с размерами от 60 мм и больше. Горячекатаный производят из стальной заготовки путем горячей прокатки (балки с размером до 60 мм).

Преимущества такого материала, как сварной двутавр:

  • уменьшение массы конструкции на 10% (если сравнивать с горячекатаным двутавром) благодаря оптимальному подбору составного сечения балки;
  • возможность использования в сечении балки различных типов металла полок, стенок;
  • возможность производства несимметричных сечений;
  • минимизация отходов.

Основные этапы изготовления двутавра:

  1. Раскрой штипса.
  2. Правка штипса.
  3. Сборка балок.

Какой двутавр выбрать: деревянный или металлический?

Деревянные балки зачастую — более экономичный вариант. Они просты в производстве и монтаже, обладают низкой теплопроводностью, нежели стальные или железобетонные.

Минусы дерева: сравнительно меньшая механическая прочность (а значит, будут необходимы балки с большим сечением); низкая пожароустойчивость; возможность поражения микроорганизмами и повреждения материала насекомыми (требуется тщательная обработка антипиренами и антисептическими препаратами).

Двутавр металлический обладает целым перечнем преимуществ, но он достаточно дорогостоящий. Во-первых, металлическими балками можно перекрывать большие пролеты с серьезной нагрузкой. Во-вторых, сталь не горит, устойчива к биологическим повреждениям.

Обратите внимание!

В случае пожара балки из металла начнут плавиться и гнуться. Поэтому их нужно покрыть теплоизоляцией и базальтовыми плитами.

 Есть и небольшой недостаток: металл может покрыться коррозией. Но с этим легко справиться, стоит лишь воспользоваться защитными покрытиями, которых предостаточно в продаже.

Какой именно из материалов лучше выбрать, решать вам. Внимательно проанализируйте вышеприведенные преимущества и недостатки обоих, ведь строите свой дом вы не на один год. Кроме прочего, можете обратить внимание и на железобетонный двутавр. Он также весьма хорош и надежен.

Подробнее о некоторых разновидностях двутавра

Алюминиевый двутавр имеет высокую степень прочности, обычно изготавливается из сплавов АД31 (для строительства домов) или 1915 (повышенная прочность). Стоит остановить выбор именно на нем, если у вас есть цель построить максимально облегченную конструкцию.  Кроме прочего, алюминий экологичен и устойчив к коррозии.

По расположению полок существуют два подвида алюминиевого двутавра: с параллельными гранями и с уклоном граней.

По длине балки: двутавры с мерной длиной, с кратной мерной длиной и немерной длиной. Длина алюминиевой балки обычно в диапазоне от 1 до 6,7 п.м.

По точности производства алюминиевый двутавр делают обычной, повышенной и высокой точности (в зависимости от области применения).

Разрезание двутавра

Разрезание двутавра

По состоянию материала существуют балки: не подвергавшиеся термической обработке; отожженные (М); закаленные, состаренные естественно или искусственно (Т, Т1); полностью закаленные, состаренные естественно или искусственно (Т4,Т5). 

Основные виды используемого покрытия: анодированное (Ан); лакокрасочное жидкое (Жл); жидкое электрофорезное (Жэ); полимерное порошковое (П); двухслойное комплексное (К). 

Также существует классификация по условиям применения: нормальные (Б); колонные (К); широкополочные (Ш); необходимые на строительстве подвесных путей (М) и для армирования шахтных стволов (С). 

Двутавр колонный металлоконструкция, имеющая большую толщину полок, благодаря чему ее можно использовать как несущий элемент здания. Производится из стали методом проката.Такие колонны чаще всего ставят в пролеты значительных размеров и при высоких крановых нагрузках. Этот тип балок весьма популярен, так как обладает высокой прочностью, но в некоторых случаях его целесообразно заменить широкополочным. По сравнению с прочими двутавровыми балками, двутавр колонный самый тяжелый и износостойкий.

Широкополочный двутавр — несущая балочная конструкция с металлическим профилем, длинными гранями полок, которые параллельны друг другу, и сечением. Исходя из числа пролетов в здании, используются следующие широкополочные двутавровые балки:

  • разрезные. Они монтируются на один пролет. Имеет облегченный вес, соотношение высоты и ширины 1:1;
  • неразрезные. Соответственно, монтируются на несколько пролетов сразу.  Высота и ширина соотносятся как 1:2,5 – 1:1,16.

Увеличенная ширина полок гарантирует повышенную устойчивость этой разновидности двутавра. Именно поэтому, его можно монтировать как самостоятельный элемент, не требующий  дополнительных деталей.  Это помогает уменьшить объем требуемой работы, а также сократить расходы.

Швеллер двутавр – это изделие из стали, имеющее П-образную форму. Изготавливается из листового проката, используется для придания устойчивости и прочности конструкции.

Исходя из требований ГОСТА, максимальное отклонение ширины (высоты) не должно быть больше 3 мм, максимальное отклонение длины  100 мм. Кривизна – не больше 0,2% от его длины, предельное отклонение в массе 6%.

Швеллер двутавр позволяет укрепить несущие конструкции, перекрытия, благодаря возможности работают на изгиб. Сейчас существует огромный ассортимент типоразмеров швеллера для различных сфер применения.

Этот материал более востребован при строительстве зданий, где необходима сборка цельных каркасов, устройство межэтажных перекрытий, армирование стен.

Подведем небольшой итог. Основные преимущества алюминиевого двутавра:

  • высокая жёсткость, отменная прочность при сравнительно небольшом весе. Как раз за счет жёсткости эти изделия намного прочнее аналогов.  Например, исходя из расчетов, квадратный профиль с таким же сечением в семь раз слабее.
  • симметричное сечение является наиболее выгодным типом сечения, так как  нагрузка от изгиба распределяется по нему лучше всего.
  • долговечность, устойчивость. Нанесение разнообразных антикоррозийных покрытий способствует  сохранению качества алюминиевого двутавра на долгие годы. Он способен выдержать как низкую, так и высокую температуру, устойчив к механическим воздействиям внешней среды.

Расчет балок перекрытий

 При расчета сечения деревянной балки нужно учитывать собственный вес конструкции (составляет примерно 190-220 кг/м2), эксплуатационную (временную) нагрузку (200 кг/м2). Балки перекрытий укладываются по короткому сечению пролёта. Желательный шаг монтажа двутавра равен шагу установки стоек каркаса.

Таблица со значениями сечения балок

Таблица со значениями сечения балок

Для того, чтобы подсчитать минимальное и оптимальное сечение деревянных перекрытий можно воспользоваться специальными программами и таблицами.

При самостоятельном строительстве, в расчетах следует учитывать, что у металлической балки есть шарнирные опоры (концы нефиксированные). Нагрузку на перекрытия со стальным двутавром с учетом собственного веса следует рассчитывать 350(без стяжки) — 500 (со стяжкой) кг/м2.

Оптимальный шаг между двутавровыми стальными балками составляет 1 метр. Для экономии можно увеличить шаг до 1,2 м, но не больше, иначе конструкция потеряет свою жесткость и прочность. Вы можете найти таблицу, которая поможет в выборе номера балок при различных шагах и длине прогона.

При использовании железобетонных балок не забывайте о следующих основных правилах:

  • высота балки должна быть больше 1/20 от длины проема;
  • ширина балки должна соотноситься с её длиной как 5:7;
  • армирование балки должно проводиться с использованием 4 прутков арматуры d12-14 мм (как минимум), по два сверху и снизу;
  • бетонировать следует без перерывов, чтобы предыдущие порции раствора не успели схватиться до укладки последующих.

Произвести правильный расчет двутавровых балок для строительства не так уж и просто, даже при наличии специализированных программ. Поэтому, если вы новичок в этом деле, не рискуйте, а лучше обратитесь к квалифицированным специалистам. Они помогут в подсчете, а также разъяснят все тонкости применения двутавра. Успехов вам в нелегком, но таком приятном деле как возведение собственного дома.