Изготовление деревянных двутавровых балок своими руками

В строительстве зачастую требуется не столько создать довольно прочную опору для конструкций, сколько скрепить последнюю и сделать ее более жесткой. Для этого нередко применяют балочную конструкцию с сечением в форме буквы «H». Такие изделия выполняются из металла, дерева и железобетона. Деревянная двутавровая балка для перекрытий применяется при сооружении цокольных межэтажных чердачных перекрытий в деревянных и кирпичных домах. Изготовить ее можно своими руками.

Деревянная двутавровая балка технические характеристики нагрузки

Какую нагрузку может выдержать двутавровая балка? По своим техническим характеристикам, деревянная двутавровая балка ничем не уступает металлическим и бетонным конструкциям, но при этом стоит в разы меньше. При этом получить такое качество вполне реально даже при производстве в домашних условиях.

Стоит так же отметить о том, как с помощью размещения двутавров можно увеличивать прочность перекрытий. Например:

• Расположенные рядом (по горизонтали) 2 двутавровые балки суммируют свою прочность к нагрузкам. То есть если одна балка выдерживает 300 кг, то в паре с такой же балкой перекрытие будет выдерживать 600кг.
• Расположенные балки одна на другую (по вертикали) способны выдерживать в 4 раза большую нагрузку. То есть если положить одну балку с прочностью в 300 кг, а сверху такую же и закрепить их между собой, то в паре они уже выдерживают вес в 1200кг.

Нагрузка на двутавровую балку таблица:

Примечание. Все данные приведены из расчета нагрузки на перекрытие около 400 кг/м

2

.

Конечно, при расчетах нужно еще учитывать:

• качество материалов;
• частота укладки балок;
• отклонения размеров.

Если вы хотите несколько сэкономить на строительстве собственного дома или же заняться бизнесом по продаже двутавровых балок, тогда следует помнить, что ничего особо сложного в изготовлении этого вида перекрытий в домашних условиях нет. Деревянные двутавровые балки для междуэтажного и чердачного перекрытия позволяют выполнить весь процесс своими руками. Ведь перекрытия по деревянным балкам выполняется без использования подъемных кранов и другого вспомогательного оборудования. Весь процесс может выполнить один мастер самостоятельно. Такое перекроите – не скрепит и имеет массу других преимуществ.

Достоинства

Преимущества конструкций:

• универсальность строительного материала заключается в том, что его применяют для формирования опорного каркаса кровли, черновых полов и опалубки перекрытий;
• вес деревянных двутавров (1 погонный метр колеблется в пределах от 3,2 до 5,8 кг) позволяет монтировать конструкции без привлечения грузоподъемных механизмов;
• высокая скорость монтажа перекрытий сокращает сроки малоэтажного строительства;
• прочностные характеристики не уступают показателям аналогичных конструкций из металла и бетона;
• ДДБ перекрывают пролеты длиной до 15 м;
• высокая звукоизоляция и низкая теплопроводность обеспечивают комфортные условия пребывания людей в доме;
• простота изготовления балок позволяет наладить их производство в домашней мастерской;
• пропитка антисептиками и огнезащитными составами значительно повышают безопасность эксплуатации конструкций;
• форма поперечного сечения позволяет в продольных проемах балок прокладывать коммуникации различного назначения, что увеличивает объем и полезную площадь помещений;
• цены на ДДБ существенно ниже стоимости аналогичных изделий из других материалов.

Что такое двутавр

Двутавр – стандартный конструктивный элемент, в сечении напоминающий букву «Н». Столь необычная форма является результатом длительных инженерных экспериментов, направленных на получение опорной балки, способной выдерживать очень высокие нагрузки, но не столь массивной и дорогостоящей, как цельнометаллическое изделие.

Двутавровая балка в 7 раз прочнее и в 30 раз жестче, чем цельный металлический профиль квадратного сечения такого же размера. Но при этом металла для нее требуется намного меньше. То же самое относится и к деревянным конструкциям. На фото представлена двутавровая деревянная балка.

Оптимальной формой для балки является прямоугольное сечение. При укладке длинную сторону размещают вертикально, а короткую горизонтально, так как для увеличения прочности важнее увеличение высоты, а не ширины. На этом наблюдении и основана форма двутавра. Более широкие элементы в нижней и верхней части создают достаточную опору – ширину, а должную высоту обеспечивает средний элемент, который при большой высоте можно сделать максимально тонким.

Производство деревянной двутавровой балки – процесс довольно сложный, поэтому такое изделие на рынке встречается редко. В то же время в частном строительстве деревянный двутавр является прекрасной альтернативой железобетонным конструкциям, так как намного легче и проще в монтаже.

Описание процесса изготовления ДДБ

Из цельной древесины

Балки, основой которых является натуральное дерево, изготавливают следующим образом:

• Из сухих обрезных и строганых досок, согласно чертежам, путем распила и сращивания формируют стойки, верхние и нижние пояса двутавра.
• В горизонтальных элементах фрезером выпиливают продольные пазы по толщине стойки.
• Пазы заполняют клеевым составом.
• Ширина пазов и толщина вертикальной стенки должны быть такими, чтобы стойка входила в пропил полки с небольшим усилием.
• Стойку вставляют в нижний паз, а затем сверху прижимают верхний пояс.
• Специальным прессом пояса балки сжимают и оставляют их на время застывания клея в сушильной камере.
• В некоторых случаях производят подклейку дополнительных накладок из древесины для повышения несущей способности ДДБ.

Комбинированная конструкция

Процесс изготовления таких балок ничем не отличается от изготовления ДДБ из цельной древесины. Применение фанеры, ОСП и клееного бруса полностью исключает продольное скручивание элементов балки, чему подвержены изделия из цельного массива дерева. Это дает экономию при изготовлении ДДБ, не ухудшая показатели несущей способности.

• Плиту из клееной фанеры разрезают циркулярной пилой на брусья требуемых размеров.
• Листы ОСП распиливают в соответствии с размерами вертикальной стенки.
• На фрезерном станке в клееном брусе делают продольный пропил, соответствующий толщине вертикальной стенки.
• Пропилы в полках заполняют клеем.
• OSB стенку вставляют в пропилы верхнего и нижнего бруса.
• Готовую балку в сушильной камере зажимают прессом и оставляют до полного высыхания клея.

В зависимости от условий строительства, применяют обе разновидности балок.

Технология производства балок

В отличие от металлических балок, двутавр выполняется по совершенно другому принципу. Ни сварка, ни литье не применяются. Деревянные балки собираются подобно конструктору из таких элементов: верхняя планка, нижняя планка, стенка. Каждый элемент изготавливается отдельно. Наличие пазов упрощает процесс сборки, для дополнительной фиксации используется клей.

Практически все производители в процессе изготовления используют следующие виды станков и насадок:

• Фрезеровочный станок. Позволяет выполнить канавку под крепление (до 10% длины балки). Естественно, позволить себе фрезер может далеко не каждый частный пользователь. Заменить его можно циркулярной либо ручной дисковой пилой.
• Станок для нарезки. Важно не только нарезать заготовки по размерам, но и выполнить максимально точные срезы под углом 45 градусов.
• Установка для склейки. Упрощает и существенно ускоряет процесс нанесения клея перед сборкой.
• Пресс для склейки. Когда сборка закончена, готовое изделие сушится под прессом. 5 минут будет вполне достаточно.

Технология устройства опалубки перекрытия

Деревянными балками перекрывают 1 этаж и формируют чердачное перекрытие 2 этажа дома. Использование ДДБ на строительстве зданий выше 2 этажа считается нецелесообразным, вследствие существенного увеличения нагрузки на деревянные конструкции. Перекрытие из деревянных двутавровых балок монтируют в следующем порядке.

• Горизонтальную поверхность стен, сложенных из кирпича, блоков или бруса доводят до единого уровня цементной стяжкой, деревянными прокладками.
• По периметру верха стен укладывают доски, которые крепят к ограждениям.
• Балки заводят на стены и располагают их с шагом 500–600 мм. Размер шага может быть другим, в зависимости от проекта.
• ДДБ крепят к доскам гвоздями или саморезами.
• Несколько балок разрезают на отрезки для установки поперечных связей, соединяющих балки. Количество и частота крепления определяется проектом.
• Снизу подшивают потолок из фанеры или OSB листов.
• В межбалочные проемы укладывают маты из минеральной ваты, плиты пенопласта или другой теплоизоляционный материал. Заполнение проемов обеспечивает высокую тепло- и звукоизоляцию перекрытия.
• Сверху укладывают фанеру или листы OSB.
• Проемы в стенах между торцами балок заполняют кладкой и устанавливают перемычки для продолжения возведения стен 2 этажа.
• Окна в ограждениях здания там, где видны торцы балок, заполняют кладкой из кирпича, стеновых блоков или закрывают подходящим листовым материалом.
• В чердачном перекрытии предусматривают установку крепежных узлов для монтажа стропил.

Выбор материала

Это один из ключевых моментов в работе. Дерево дереву рознь, и очень многое будет зависеть от того, какие балки получатся и что рациональнее использовать в строительстве.

• Брус. Лучший брус – клееный, так он меньше всего деформируется и реже подвержен подгниванию и разбуханию. Этот стройматериал – фаворит производителей, которые в многочисленных рекламах хвалят его свойства и долговечность. Но всегда стоит помнить, что даже самый прочный материал не может исключить поглощение жидкости со временем.
• Лиственница. Порода избираемого дерева тоже имеет немаловажное значение. Очень тяжело работать с нижним венцом любого сруба, поэтому тут, как делали ранее до нас наши предки, просто идеально подойдет лиственница. Хоть это и хвойное дерево, у него особенная смола, которая наделяет древесину отличительными свойствами – при намокании она прочнеет. А ведь венец важно максимально оградить от влаги.

Стоит заметить, что минимальное сечение бруса для опалубки, которое можно позволить, будет составлять 35 мм. Брус должен быть больших сечений, чтобы избежать лишнего расхода дерева.

Монтаж кровли

В качестве стропил используют деревянные двутавровые балки. Каркас кровли монтируют следующим образом:

• по периметру стен вверху укладывают брус, который крепят с помощью монтажных деталей дюбелями и саморезами;
• устанавливают под наклоном ДДБ, соединяя их вверху металлическими накладками;
• монтируют горизонтальные связи из бруса, обеспечивающие жесткость каркаса кровли;
• на балки укладывают обшивку из доски и укрывают мягкой кровлей;
• изнутри крыши пространство между двутаврами заполняют теплоизоляционными материалами (минеральной ватой, пенопластом или пенополиуретаном);
• внутреннюю поверхность кровли защищают гидроизоляцией и обшивают доской или вагонкой.

Рентабельность бизнес-идеи

В среднем на изготовление одной двутавровой балки уходит порядка 30 минут. Но если делать много деталей одновременно, тогда количество затраченного времени значительно уменьшается. К примеру, изготавливая 20 двутавров за раз. Сначала нарезают 40 клееных балок, затем вырезаются и шлифуются 20 ребер жесткости, а потом все это последовательно клеится. Здесь вам понадобится порядка 3-4 часов, в то время как при поштучном изготовлении вы затратили бы 10 часов и более.

Средняя продуктивность при самостоятельном изготовлении 5-ти метровых двутавровых балок без посторонней помощи составляет около 70 штук в день. Как мы уже отмечали, спешить никуда не следует, чтобы предотвратить допущение малейших просчетов.

Розничная цена деревянной двутавровой балки составляет 4,8$ за погонный метр (высота 200мм, сечение бруса 42×85, вес 5кг/м.п.). А себестоимость метра погонного метра ниже 3,5$. Следовательно, рентабельность у этого дела – довольно высокая, что делает производство двутавровых балок еще более привлекательным. Берем для наглядности в расчетах среднюю длину в 5 метров и получаем 25$ дохода с одной балки. Не сложно посчитать, что при активных продажах можно выйти на 2000$ в месяц.

При этом позаботьтесь о наличии большой мастерской. Но если объем продукции вырастет, тогда можно обойтись собственным гаражом. Также позаботьтесь о приобретении профессиональной циркулярной плиты. Расходы на ее покупку колеблются в пределах 700$.

Этот вид строительных материалов пользуется стабильно высоким спросом у потребителей.

Устройство черновых полов

Вместо укладки лаг, на грунтовом основании 1 этажа дома черновые полы настилают из деревянных двутавровых балок:

• на грунтовом основании 1 этажа устраивают подушку из песка и щебня;
• делают цементную стяжку и закрывают всю поверхность гидроизоляцией;
• устанавливают ДДБ, соединяя их между собой перемычками;
• между балками укладывают теплоизоляцию;
• основание пола из листового материала крепят к черновому каркасу саморезами или гвоздями.

Монтаж арочного каркаса

Для быстрого возведения легких построек (дачных домиков, теплиц, сараев) применяют монтаж арочных каркасов из ДДБ. Арка состоит из 4 балок. Два элемента устанавливают на фундаменте под небольшим углом, два других отрезка крепят к нижним опорам и соединяют их вверху.

Нижние части арки являются опорой для стенового ограждения. Верхние балки выполняют функцию основы кровельного покрытия.

Арки раскрепляют поперечными связями (брусом или досками). Проемы между арками и торцы сооружений снаружи заполняют стеновым ограждением (доской, вагонкой или полиэтиленовой пленкой). Устанавливают окна и двери. Верхние балки покрывают досками и мягкой кровлей.

Изнутри пространство между двутаврами заполняют теплоизоляцией. Стены и потолок обшивают доской или вагонкой.

Какие инструменты нужны?

Помимо стандартных инструментов, необходимых в строительстве, для данной работы следует сделать акцент на двух составляющих.

• Стойка. Тут выбора не очень много – можно брать как фанеру, так и основные варианты – листы ДСП или ОСБ, которые значительно превосходят ДВП по техническим характеристикам. На рынке представлено множество альтернативных вариантов, но тут лучше именно старая школа. Желательно ориентироваться на стружечные плиты – они надежнее и долговечнее.
• Клей. Как правило, мало кто берет в расчет, что выбор клея тоже играет существенную роль, особенно при работе с деревом. Токсичность тут крайне нежелательна, а поэтому чем натуральнее и безопаснее клеевой состав, тем лучше, особенно при строительстве дома или другого жилого комплекса (коттедж, дача).

Общие советы по изготовлению деревянного двутавра

Жестких рамок в создании данной конструкции все равно не существует, поскольку различаются сферы и направления ее использования. И все же опытные строители дают несколько универсальных рекомендаций тем, кто хочет сделать своими руками двутавровую деревянную балку высокого качества:

• Разметочные операции желательно выполнять с помощью современных лазерных нивелиров – особенно если речь идет о проектировании крупных перекрытий.
• Не всегда уместно применение жестких и плотных материалов, поскольку они утяжеляют конструкции, что ограничивает использование балки как в перекрытии, так и в стропильных фермах.
• Обработку антипиренами или антисептиками желательно выполнять после сборки. Это позволит создать сплошное защитное покрытие.
• После удачного изготовления балки по индивидуальным параметрам стоит сохранить ее характеристики в шаблонах на случай необходимости изготовления аналогичной конструкции.

Типичные ошибки

Разберемся, что нужно учесть, чтобы не сделать опасные оплошности, и что может пойти не так при производстве балок.

Ошибка №1

Приобретение неподготовленного сырья. Если вы решили самостоятельно сделать двутавровые деревянные балки для перекрытия, то нужно не забывать о том, что в условиях производства все изготавливается по особой технологии, и применяется калиброванная сухая фурнитура, что не дает балкам и доскам перекручиваться и приобретать неправильные формы.

Ошибка №2

Приобретение и использования неп