Каркас из двутавровых металлических балок

Обновлено: 16.05.2024

Строительство каркасных домов набирает все большую популярность. Характерная черта применения данной технологии – удешевление и оперативность работ. Благодаря разнообразию представленных на рынке материалов, возникает вопрос об использовании в строительстве двутавровой балки. Материал представляет собой парный брус (полки), оснащенный вклеенной профрезерованной фанерой заданной толщины. Согласно методикам расчета о сопротивлении материалов, двутавровые деревянные балки отличаются оптимальностью в распределении нагрузки на изгиб, что является необходимым условием строительных требований для несущих и других конструкций. Насколько практичны дома из двутавровых балок, какие достоинства и недостатки имеет материал и область применения штучной продукции – это стоит знать прежде, чем планировать застройку индивидуального коттеджа.

Преимущества и недостатки использования двутавровых балок в каркасном строительстве

Обладая массой достоинств, двутавровые балки являются одним из самых прочных и при этом практичных материалов

Обладая массой достоинств, двутавровые балки являются одним из самых прочных и при этом практичных материалов. В частности, профессионалы подчеркивают такие плюсы, как:

• Уменьшенная степень изгиба при нагрузке, увеличенные прочностные характеристики позволяют использовать материал для несущих балок для обустройства конструкций каркасного типа.
• Древесина имеет сниженный вес, по сравнению с другими штучными материалами, а значит, показан более легкий фундамент, что является прямой экономией средств.
• Одноразмерность и стабильность форм балок облегчают укладку и ускоряют сроки проведения строительных работ.
• Клеевая основа, применяемая для соединения брусьев, не имеет вредных веществ, что позволяет назвать двутавр экологически чистым материалом.
• Облегченная масса элементов дает возможность проведения всех строительных операций своими руками.
• Проведение инженерных систем осуществляется быстро и без нарушения несущей способности стеновых панелей.
• Высокий показатель энергосбережения снизит затраты на теплоносители.
• Расширенный ассортимент размеров поможет выстроить дом любого формата.
• Пропитки против влаги и огня обеспечат стойкость материала к вредоносным явлениям.
• Отсутствие деформации позволит сохранить первоначальную форму строения в течение долгих лет эксплуатации.

Что касается недостатков, то они тоже есть:

1. При использовании некачественного клея через 1,5-2 года двутавр «расшатывается» и ходить по такому перекрытию становится опасно.
2. Применение плохо просушенного бруса для изготовления двутавра грозит деформацией материала при дальнейшей усушке.

Важно! Дом из двутавра требует продуманной вентиляции, иначе получится «термос», в котором летом будет нестерпимо жарко.

Балка двутавровая позволяет выполнить все коммуникации в платформе. Элементы размером до 300 мм допускают пробуривание отверстий до 150 мм, а боковые вставки из ОСП послужат дополнительным укреплением. С обычной доской такие манипуляции невозможны. Делать перекрытия из двутавра не просто можно, но настоятельно рекомендовано. Применять балки советуется как при малых, так и больших пролетах (в некоторых случаях двутавр укладывается при пролетах до 7 метров). Рекомендованные размеры 300 балка с полкой в 68 мм. По такой платформе можно делать бетонную стяжку для упрочнения пола.

Что касается особенностей применения, то показатели следующие:

• Если двутавр ложится как основная несущая конструкция, то общий вес здания снизится, что сократит затраты на общий монтаж и фундаментные работы.
• Перекрытия из двутавровых деревянных балок имеют высокие прочностные показатели, что соответствует нормам и требованиям (СНиП по строительным материалам). Использование элементов на площадях любой размерности позволит минимизировать характерные проблемы: изгибание, трещиннообразование, усадка.
• Межэтажные перекрытия из двутавра, если монтаж выполнен в соответствии с требованиями, будут служит очень долго и при этом не потеряют своих первоначальных качественных характеристик.

Важно! Применение двутавра при изготовлении каркасной коробки грозит неоправданным увеличением цены и утолщением стеновых панелей. Например, минимальный размер балки 240 мм, при этом утеплитель ляжет в 5-6 слоев – это обеспечит тепло, однако посредством высоких финансовых затрат.

Двутавровые деревянные балки, конечно, отличаются сниженной стоимостью, по сравнению с материалом подобных качественных характеристик, однако строить полностью дом из данного материала может быть невыгодным. Но если изготавливать двутавр самостоятельно, затраты будут значительно снижены.

Как сделать двутавр своими руками

Изготовление материала является не самым хлопотным делом. Наличие минимального столярного навыка, инструмента и терпения вознаградит за труды и при этом получится реальная экономия. Расчеты специалистов подтверждают, что при изготовлении двутавра своими руками позволяет снизить затраты на строительство минимум на 20%. А учитывая, что область применения двутавра ничем не ограничена, материал пригодится не только для обустройства всех перекрытий в доме, но и для строительства «коробки».

Технология изготовления следующая:

1. Закупается основной материал – это бруски сечения 25*35, причем расчет производится после определения несущей нагрузки.
2. Материал перемычки тоже нужно купить, это плита ОСП, OSB или фанера, что также определяется назначением двутавра.
3. Вырез паза производится на фрезерном станке, циркуляркой или даже обычной электропилой. Но все зависит от объемов производства.
4. Край фанеры обработать в форме трапеции.
5. Киянкой совместить фанеру с пазом бруса, предварительно нанеся на длину паза клеевой состав. И тут лучше не дешевиться, а купить хороший клей для фанеры.
6. Совместить детали, установить в струбцины или тиски до полного просыхания клеевой смеси.
7. Затем повторить всю процедуру с другой стороны.
8. Готовое изделие нарезать на нужные длины, но сначала проверить на соответствие размеров.

Вот такой несложный вариант изготовления двутавра собственными руками. При этом продукция получается не хуже, чем от «Интерсити» — производитель, который предлагает весьма качественный двутавр. Строительство же каркасного дома из двутавровых балок собственного изготовления обойдется не так дорого, как из покупного материала.

Немного о материале «Интерсити». Двутавр от данной компании – это действительно высококачественный брус, подходящий для возведения строений каркасного или каркасно-щитового типа. Отличаясь прочностью, легкостью и практичностью, двутавр стоит недорого, при этом компания предлагает индивидуальную нарезку размерного ряда. Популярность изделий в том, что для изготовления применяется только отлично высушенный брус и клеевой состав безопасный для здоровья человека. Поэтому, решив выстроить каркасный дом из двутавра или сделать перекрытия из данных элементов, можно не только значительно сэкономить, приобретая продукцию «Интерсити», но и быть уверенным в долгом сроке эксплуатации. И, главное, производитель дает гарантию в 30 лет на свой товар, что также немаловажно.

Область применения двутавра

Значительное использование балок при строительстве каркасного дома объясняется широтой применения элементов

Значительное использование балок при строительстве каркасного дома объясняется широтой применения элементов. Они хороши для многих процессов:

1. Полы. Минимальный прогиб обеспечит бесшумность напольного покрытия, кроме того, двутавр обеспечит дополнительную жесткость лаговым элементам.
2. Стены. Огромный размерный ряд, прочность и практичность балок позволят сохранить форму строения в течение долгого времени, выстраивание панелей разного вида: от малого до большого формата.
3. Потолки. Стропила для крыши из двутавра – идеальное решение всех проблем. Надежные, прочные и долговечные балки выдержат любую кровлю в течение сколько угодно долгого времени.
4. Опалубка и бетонирование. Применение двутавра обеспечит высокое качество бетонных конструкций и продлит срок службы.

Применение двутавровых балок в каркасном строительстве – возможность значительно расширить вариабельность форм постройки. Например, длинные балки хороши для строений, где предусматривается большая комната, танцевальный зал. Посредством обычной доски выполнить прочные перекрытия не получится, а двутавр справится идеально. Кроме того, двойная прочность на изгиб – это гарантия сохранения формы всего дома. Некоторые опасения о том, что двутавр горит намного быстрее обычной доски, минимизируются применением огнестойких пропиток. В любом случае, дерево нужно обрабатывать, будь это брус, доска или двутавровая балка, а вот качество балок намного выше, чем у любого другого штучного продукта. И, главное, балки можно сделать самостоятельно, а это поможет значительно сократить расходы и выстроить дом, который обойдется минимум на 25-30% дешевле, чем даже самый недорогой каркасный проект.

Двутавровый каркас что это

Одной из тенденций каркасного домостроения сегодня является использование разнообразных новых и относительно новых материалов, в том числе деревянных двутавровых балок и клееных балок. Деревянные двутавровые балки представляют из себя составную клееную конструкцию – как правило, клееные, из LVL-бруска, полки и связующий центральный элемент из тонкой древесины, как правило, OSB. Такое клееное изделие оптимизировано под работу на изгиб, то есть при использовании в качестве несущей балки при малом весе достигается довольно высокая прочность. При этом отсутствует «лишний» материал: в центральной части балки древесина работает не так эффективно и её лучше распределить ближе к низу или верху. Однако сдерживающим фактором применения клееных двутавровых балок является их высокая стоимость. Клееные изделия всегда будут дороже обычного пиломатериала в силу большей сложности и количества технологических операций. Так, клееная двутавровая балка высотой 200 мм и с полками, допустим, 100 см, будет значительно дороже аналогичного бруса 200*100 естественной влажности, будет легче его, но несколько уступит в прочности. Именно по этой причине применение деревянных клееных двутавровых балок нецелесообразно при малой высоте, они проигрывают конкуренцию.

Но есть сегмент, в котором такие балки практически незаменимы. Речь идет о больших пролетах потолка или перекрытия, когда требуется повышенная жесткость и несущая способность. Клееные двутавровые балки легко могут быть и 30 см высотой, и 40, и 45. В принципе, для них возможна почти любая высота. И именно высота профиля в первую очередь влияет на несущую способность балки. Трудно себе представить пиломатериала высотой 40 или 50 см; 25 же и 30-сантиметровые по ширине доски изготавливаются, но только под заказ и обходятся заказчику дороже, чем обычный пиломатериал. Также значительно увеличиваются сроки поставки таких досок. Стандартная длина обрезных досок 6 м или слегка больше. На заказ могут делаться и 7-ми метровые доски. Двутавровые же балки лишены всех этих недостатков и могут изготавливаться почти любой длины, высота, сечения. Именно в сегменте больших пролетов клееный двутавр находит свое логичное и обоснованное применение. При малых пролетах и нагрузках обычно применяется стандартный обрезной пиломатериал.

Похожая ситуация наблюдается и с клееными балками, имеющими в сечении обычную форму обрезной доски, то есть вытянутого прямоугольника, расположенного вертикально, ребром. Так же как и клееный брус, такие балки состоят из нескольких слоев тонко пиленных досок, склеенных специальным составом под прессом. Клееные балки не имеют преимуществ по прочности перед обрезным пиломатериалом аналогичного сечения, но в отличие от последних могут изготавливаться почти любых размеров. Клееные балки так же, как и деревянные двутавровые, применяются при больших пролетах, имеют схожую цену, более высокую по сравнению с обрезным пиломатериалом, но двутавр оказывается несколько легче по весу.

Если говорить про применение клееных и двутавровых балок в каркасных домах, то это безусловно имеет место, но опять же преимущественно в проектах с длинными пролетами. Больше это характерно для потолков 2 этажа или же одноэтажных каркасных домов. Дело в том, что наибольшую прочность и несущую способность, как уже было сказано, балки имеют при большой высоте, которую легко можно спрятать в чердачном пространстве в случае с холодным чердаком и полноценными горизонтальными потолками. Применить же, скажем, 45-сантиметровые по высоте балки в межэтажном перекрытии можно, но тогда значительно увеличится толщина самого перекрытия, будет потеряно пространство внутри дома, либо же увеличатся внешние габариты дома, а с ними и затраты на внешнюю отделку. В крышах также возможно применение двутавровых клееных балок, но следует учитывать, что ни в коем случае нельзя нарушать их целостность, спиливая верх, низ или край под острым углом. Если нарушить целостность LVL-брусков, то не будет работать ни зона сжатия, ни зона растяжения, двутавр потеряет форму и перестанет быть двутавром, а оставшаяся OSB-плита центральной зоны сама по себе несущей способностью почти не обладает. Так что в случае с узкими лобовыми досками, узкими кончиками крыши, не удастся, спилив край под углом, сделать на основе двутаврового выпуска карнизный свес.

Также интерес представляет самостоятельное применение ОСП-плит или фанеры для создания некого подобия клееного двутавра. Речь идет о том, чтобы, поставив фрагмент плиты ребром вертикально, прикрутить или приклеить к нему верхнюю и нижнюю зоны утолщения, они же зоны растяжения и сжатия. Длина таких конструкций вряд ли может превысить 6 м, то есть длину пиломатериала, т.к. зоны сжатия или растяжения лучше делать сплошными и бесшовными. Также можно локально усилить карнизный вынос, элемент фермы, какие-то детали каркаса, прикрутив сбоку плитный материал. Тут следует прежде всего помнить про необходимость плотно, часто и прочно прикрепить бруски к OSB или фанере, про непрерывность брусков, отсутствие изъянов в виде больших сучок и т.п., а также про жесткую фиксацию верхней и нижней зон в пространстве, чтобы не было кручения конструкции. В остальном же метод хорош, если не возлагать на OSB слишком больших надежд и помнить про главнейшее влияние именно высоты профиля на прочность. Просто прикрутить плиту сбоку не очень высокой конструкции, той же обычно 200-ой доски, не имеет особого смысла.

ООО «ИнтерСити» занимается строительством каркасных домов по технологии из деревянных двутавровых балок. При возведении мы используем деревянные двутавры, которые отлично зарекомендовали себя как надежная силовая конструкция для стоек, перекрытий и стропильной системы в доме. Это сертифицированный и испытанный конструктивный материал, который способен выдерживать высокие горизонтальные и вертикальные нагрузки. Кроме того, благодаря форме двутавра, конструкции из балок очень прочные и легкие. Дома по нашей технологии имеют высокую прочность и долговечность. Строительство занимает не более 3-4 месяцев.

Гарантия на конструкцию 10 лет.

Мы полностью уверены в долговечности силовой конструкции дома и качестве строительно-монтажных работ, поэтому можем давать такой большой гарантийный срок. Подготавливая часть деталей в размер на производстве, мы обеспечиваем точность сборки и снижаем риски влияния "человеческого фактора" на стройке. Кроме того, мы знаем, что проекты, выполненные нашей командой проектировщиков, пожалуй, лучшие на рынке – детализированные и максимально продуманные.

Технология I-Strong Венти

Технология I-Strong Энержи

Технология каркасных домов из двутавровых балок

• Высокая жесткость конструкции – после строительства будет ощущение, что вы живете в каменном доме; нет вибраций, прогибов, "гуляний", присущих обычным каркасным домам.
• Любая ширина стен и толщина перекрытий – позволяет делать утепление более 150 мм в стенах и подбирать нужное сечение лаг для любого пролета в перекрытиях.
• Доступная цена дома
• Жесткая фиксация утеплителя между полками двутавра – гарантия того, что утеплитель никогда не просядет.
• Отсутствие мостиков холода – толщина стенки двутавра всего 9 мм, теплопотерь практически нет. Максимальная энергоэффективность дома
• Наружную и внутреннюю отделку можно монтировать непосредственно на стойки каркаса
• Удобство прокладки коммуникаций в каркасе

Разница всего 20%!

Удивительно, но разница в стоимости каркасного дома по технологии из двутавровых балок в сравнении с каркасом из доски всего 20%! Когда мы посчитали, сами едва поверили. Но это факт. Разберемся, почему так происходит.
Вне зависимости от площади и сложности дома, мы рассчитаем стоимость каркаса исходя из погонажа двутавровых балок, которые необходимы в конкретном проекте. Кроме того, основные элементы конструкции мы делаем в размер на производстве, что сводит к минимуму отходы. Стоимость нашего материала в среднем 4300 р/м 2 по площади пола. Обычный каркас из сухой доски 3500 р/м 2 .

Ивочкин Алексей, управляющий партнер

Мы работаем с разными технологиями, производим домокомплекты и строим дома. Уверены, что любая технология имеет право на жизнь при правильном ее исполнении.

Классическая канадская или американская технология каркасного дома из доски и OSB-3 позволяет строить быстро, дешево, в любое время года, в любых сейсмических зонах. Технология продумана, рациональна, с оптимальным соотношением цены/качества, но не так проста, как кажется на первый взгляд.

Чтобы избежать образования плесени и грибка, каркасный дом должен быть построен только из сухого пиломатериала. Поэтому мы не используем сырые или «транспортной сушки» доски, а подготавливаем их сами, соблюдая строгий контроль качества. Важно, чтобы утеплитель был плотно зажат в конструкции и не проседал со временем, а перекрытия обязательно просчитаны на прогибы и по несущей способности, сечения подобраны исходя из расчетов по предельным состояниям. Учитывая эти тонкости возведения, мы детально прорабатываем каждый индивидуальный проект дома перед строительством и при сборке не прибегаем к помощи непрофессиональных бригад.

Каркасный дом из двутавровых балок – предложение для тех, кто хочет получить максимальное качество при минимальных затратах. Строительство домов из двутавровых балок занимает не более 3-4 месяцев, при этом «на выходе» получается прочное и красивое жилище, сравнимое по крепости с коттеджем из деревянного бруса, газобетона или кирпича.

Двутавровый каркас дома: что это

Чтобы объяснить, чем дом из двутавровых балок отличается от обычного каркаса, нужно немного углубиться в теорию. Прочность балки определяется ее сечением: грубо говоря, чем больше площадь, по которой распределяется давление, тем меньше вероятность, что брус переломится. Однако важно сочетание всех трех измерений: чтобы выдерживать повышенные нагрузки, балка должна также обладать солидной толщиной, тонкая рейка обязательно треснет.

Двутавровая балка имеет сечение в виде буквы Н: она представляет собой две планки, соединенные «перемычкой» из ОСП или аналогичного материала. Благодаря такому строению дома из двутавровых деревянных балок более устойчивы, крепки и надежны по сравнению с обычным каркасом.

Двутавровые деревянные дома: преимущества

1. Экономия на фундаменте. Двутавровые дома легче обычных, при одинаковой этажности они оказывают гораздо меньшее давление на грунт, следовательно, можно обойтись недорогим основанием.
2. Быстрое строительство. От начала работ до переезда проходит не более четырех месяцев.
3. Возможность комбинировать элементы и собирать двутавровые каркасные дома по индивидуальному проекту, как конструктор.
4. Энергоэффективность. Эта технология практически сводит на нет мостики холода, для поддержания в доме оптимальной температуры требуется минимум энергии.
5. Отсутствие «усадки»: каркас дома из двутавровых балок не растрескивается и не деформируется.

Почему у нас заказывают проекты домов из двутавровых балок

В компании Avantidom мы предлагаем нашим клиентам выгодные и удобные условия сотрудничества, а также даем хорошую гарантию на все домокомплекты. Кроме того, заказав у нас двутавровые проекты домов, вы получите:

• Обслуживание «под ключ», начиная от первой встречи для обсуждения бюджета и заканчивая передачей ключей от полностью отделанного и готового для проживания коттеджа.
• Гарантию качества используемых материалов.
• Услуги сработавшейся бригады мастеров, успешно завершивших не один десяток подобных проектов.
• Индивидуальные условия оплаты.
• Возможность дополнительной обработки балок биозащитой.

Мы считаем, что даже типовой проект можно сделать неповторимым и уникальным за счет изменения деталей и внимания к мелочам.

Каркасные дома из двутавровых деревянных балок более чем доступны по цене, при этом вы получите уже полностью отделанный коттедж с подведенными инженерными коммуникациями. Ваше новое жилье не потребует никаких дополнительных денежных вливаний, это простое и эффективное решение жилищной проблемы.

Современные методы строительство дома из стального каркаса

Известно, что наиболее экономически эффективной конструкцией строительства дома является стальной каркас. Современная архитектура и строительство предлагают множество вариантов – деревянных каркасов, бетонных конструкций и несмотря на то что стальной каркас является более популярным в промышленном строительстве, он нашел свое место в жилых зданиях.

Стальные каркасы являются исключительно устойчивыми, прочными и имеют много преимуществ.

Это правда, что, для многих услышав “стальной каркасный дом” первое, что приходит на ум, это не очень лестно и люди представляют себе металлическую квадратную клетку , которая не выглядит как дом, и это одна из главных причин, почему люди выбирают альтернативные варианты, а не стальной каркас. После того, как вы поймете, что металлический каркасный дом имеет оригинальные эстетические возможности и имеет удивительный внешний вид, вы можете изменить свое мнение о домах из стальных конструкций. Металлический каркас дома не должен выглядеть как стальной куб. Вы можете иметь кирпичный фасад или деревянный, с наружной облицовкой. Стальной каркас имеет некоторые преимущества, но и некоторые недостатки.

Преимущества стальных каркасных домов

Первые вопросы, которые приходят на ум, когда вы хотите сравнить стальные каркасные дома и традиционные дома, это каковы их положительные характеристики, какой тип стали используется для металлического каркаса?

Сталь используется для строительства зданий с 19-го века, но в основном для возведения коммерческих зданиях. Два типа стали применяют для этой цели “горячекатаная” и “холодной штамповки”. Оба типа очень прочны, но горячекатаная сталь толстая и тяжелая. Кроме того, она очень дорогой материал и редко используется для жилых домов. Холодно тянутая сталь может быть изготовлена из гораздо более тонких профилей. Стальной каркас может быть выполнена на заказ во время производственного процесса, и нет никакой необходимости вырезать их размер во время строительства. Стальной каркас можно заказать предварительно обрамленными, это означает, что все дверные и оконные проемы будут построены на заводе и доставлены к месту строительства готового к возведению. Это уменьшает затраты на рабочую силу и будет более короткий период строительства.

Прочность стального каркаса трудно превзойти, и это, пожалуй, самое главное преимущество. Стальные каркасы создают большее пространства между вертикальными стойками и большее открытое пространство. Стальные рамы не подвергаются деформации и расширению, которые является одним из основных преимуществ по сравнению с деревянным каркасом. В стальной раме дома вы не будете иметь проблем с гниением, грибком или термитами и муравьями. Металлический каркас дома более устойчив к землетрясениям и противостоит сильным ветрам.

При строительстве стального каркасного дома, внутренние стойки заземлены на землю, которая дает дополнительную стабильность конструкции и выступает в качестве громоотвода. В дополнение к этому, дом со стальной каркасной структурой не является горючим.

Легкий вес является еще одним преимуществом по сравнению с деревянной конструкцией. Сталь легче, чем дерево, бетон и кирпич. Сталь устойчива к воде и не будет расширяться или сжиматься. Стальной каркас имеет более длительный срок службы, чем любой другой материал, когда его обрабатывать должным образом с правильными покрытиями и краской.

Сталь подлежит полной вторичной переработке и считается экологически чистым материалом. Стальной каркас дома является правильным выбором для длительного строительства жилья, имеет короткий период строительства и экологически чистую жилую архитектуру.

Недостатки домов со стальным каркасом

Энергоэффективность является самой большой проблемой домов со стальным каркасом. Они не являются энергетически эффективными, потому что сталь имеет очень плохие изоляционные свойства благодаря быстрой проводимости тепла. Чтобы преодолеть эту проблему, необходимо устанавливать дополнительный изоляционный слой или подбирать материалы с высоким коэффициент полезного действия по изоляции.

Несмотря на то, что стальные каркасные дома строятся быстро, процесс требует знаний, инструментов и специального оборудования. Не каждый подрядчик имеет все необходимые инструменты, так что вы должны сделать некоторые исследования, если вы решили выбрать металлический каркас дома.

Стальной каркас, как правило, оцинкован и защищен от коррозии, так как стальные рамы подвергаются коррозии. Если поверхность покрытия разрезают или поцарапают, влага, которая попадет на эти места может вызвать коррозию.

Другим недостатком домов стальная рама является общая прочность стали. Она поддерживать структурную целостность, но металлический каркас не будет поддерживать тяжелые предметы , например мебель, а то приводит к необходимости дополнительного усиления, что увеличит стоимость строительства.

Каркасные стены из стальных и двутавровых профилей

Вместо цельных деревянных досок можно использовать двутавровые профили, в которых в качестве полок используются деревянные бруски или LVL-брус, а в качестве стенок OSB или HDF.

Каркасы стен, выполненные из двутаврового профиля на древесной основе, собираются за небольшими исключениями по тому же принципу, что и каркасы из цельных деревянных деталей (рис. 9.7).

Рис 9.7 Конструкция каркасной стены деревянного дома из двутавровых профилей

Чтобы рассчитать максимальную ширину дома, каркас которого состоит из двутавровых профилей на древесной основе, воспользуйтесь таблицей 9,5, при этом пролёты балок в перекрытиях такого дома не должны превышать 5 м.

Максимальная ширина дома (м) для каркасных несущих стен, сделанных из деревянных двутавров высотой 200 мм

Нор­ма­тив­ная сне­го­вая на­груз­ка, кН/м²	Ко­ли­че­ство эта­жей
	1	1 + ман­сар­да	2
3,3	12	10,8	10,6
4	12	10,2	10
4,5	12	9,7	9,4
5	11,7	9,2	9.0
6	10.4	8,3	8,1

Данные, приведённые в таблице предусматривают. Шаг стоек — 0,6 м; высота этажа — 2,4 м; конструкция кровли — свободно опертые фермы; пролёт балок междуэтажного перекрытия — не более 5,0 м.

Узнать подробности технологии изготовления деревянных каркасных стен из двутавровых профилей можно в оригинальном норвежском руководстве.

Каркасные стены из тонких стальных профилей

Из стальных профилей выполняют в основном каркасы ненесущих стен, перегородок или изготавливают заполняющие каркасы для последующей установки в бетонные и стальные каркасы зданий. Также тонкие стальные профили используют для внутренних перегородок в помещениях с повышенными требованиями по пожаробезопасности (рис. 9.8).

Рис. 9.8 Заполняющий каркас из тонких стальных профилей

На строительном рынке представлено большое разнообразие стальных профилей различной формы, толщины, габаритных размеров, предназначенных для использования в различных областях строительной отрасли, в том числе рассчитанных на необходимую толщину утепления. Ширина стальных профилей для каркасных стен варьируется от 70 до 200 мм. Сборка каркасов стен из стальных профилей производится с помощью саморезов или заклёпок.

Узнать подробности технологии изготовления каркасных стен из тонких стальных профилей можно в оригинальном норвежском руководстве.

Материал подготовил конструктор Владислав Воротынцев на основе норвежской технологии каркасного домостроения, разработанной институтом СИНТЕФ

Узлы металлических балок: основные способы соединения

Узлы металлических балок — это соединение нескольких металлических каркасов. Все основные стыковые создаются только в промышленности, то есть идут только в виде заводских вариантов. Благодаря этому удается заметно увеличивать всю длину изготавливаемой продукции. К тому же узлы могут оказаться различного типа, в том числе их делают с удобством для монтажа. Но они обычно изготавливаются в основной строительной площади.

При помощи них можно выполнить соединение отдельно стоящих компонентов, создавая одну единственную общую конструкцию. Кроме того, подобные соединительные части обходятся намного дороже, нежели заводские. Обуславливается все это в потребности дополнительных соединительных материалов, то есть монтажных болтов.

Узлы из металлических балок, колонн, ферм, а также рам

Все основные соединения между ними можно использовать и заводские, а также их выполняют при разработке самого изделия в промышленности. Благодаря этому удастся заметно увеличить общую длину всей продукции. Более того, подобные узлы из металлических балок могут быть изготовлены в монтажном варианте. Тогда производство будет осуществляться на самой площади строительных работ. При помощи них можно будет выполнить соединение отдельно стоящих компонентов, объединив их в одну целую конструкцию. Подобные соединительные работы будут стоить немного дороже общей стоимости заводских. В данном же случае требуются такие же монтажные болты, а делаются они по специальному заказу и только в соответствии с балками.

Таблица размерных характеристик колонных и широкополочных двутавров

Диапазон характеристик	Двутавровые балки
	Широкополочные	Колонные
Высота стенки, мм	193-718	196-431
Ширина полки, мм	150-320	199-400
Толщина стенки, мм	6,0-23,0	6,5-23,0
Толщина полки, мм	9,0-36,5	10-33,5
Масса 1 м, кг	30,6-305,9	41,3-290,8
Количество метров в тонне	3,27-32,7	3,44-24,21

Сопряжения со специальными колоннами из стального материала

Опирающаяся конструкция из балок на колонны может быть сделана в виде шарнирного, а также жесткого крепления. Но все же, по возможности следует опирать балки поверх и подавать всю нагрузку только в центральной части профильного каркаса колонны.

Крепеж с боковой стороны

При крепеже с боковой стороны, кроме сжимающего нагружения во всем каркасе возникает основной момент, когда из-за действия данной силой появляется так называемый эксцентриситет, отчего каркас получает большую нагрузку, таким образом, приводит к излишнему расходу металлического каркаса колонны.

Для того чтобы эта нагрузка могла передаваться правильно и только через каждое ребро, тогда необходимо сделать так, чтобы ребра немного выступали от своего уровня, обычно это может составлять от 15 и до 20 миллиметров. Это же ребро же придется немного отстрогать, чтобы после общая нагрузка могла передаться на всю площадь ребра.

Процесс опирания двух балок с верхней части колонн

Таким же образом, как и в предыдущем необходимо:

1. опереть их через ребро и довести до головки колонн;
2. тут их нужно соединить, совместив между собой и закрепить болтами;
3. с верхней части лучше болты не закреплять, если при этом вам не потребуется сделать узел в жестком варианте;
4. между ними придется установить соответствующие пластины, чтобы потом лишний раз не пришлось стягивать их вместе.

Помимо этого можно опереть сразу две балки на один оголовок колонны с помощью следующей конструкции

В данной соединительной части главную роль играет балка, расположенная на нижней полкой на самом оголовке каждой колонны.

1. Чтобы передавать всю поперечную силу ее придется усилить ребром.
2. Ребро дальше крепим так, чтобы при процессе монтажных работ оно оказалось над самой полкой колонны.
3. Дальше их необходимо соединить болтами, а также с помощью специальных накладных пластинок (проследите, что вся нагрузка располагалась симметрично).
4. Здесь тоже не нужно соединять все балки с верхней части, чтобы не образовался узел.
5. Ребра же на колоннах в данном случае не потребуются.
6. Между ними лучше всего оставить небольшой проем, размером в 10 или 20 мм.

Шарнирные крепления на колонны с боковой части

При любом креплении с боковой стороны нужно рассчитать все колонны и создать так называемый эксцентриситет. При опирании при помощи шарнирного крепежа нагрузка будет передаваться только через опорное ребро и только на опорный стол. Небольшой столик обычно производят из прочного листового стального материала, но или используют не равнополочного угла. Высота столика может быть определено при условии прочной установки каждого сварного шва. Тут необходимо столик приварить с трех основных сторон. Общую ширину этого столика придется делать с учетом на 20 — 40 мм, немного больше размера балочного ребра.

Общий диаметр всех отверстий создаются на 3 или 4 мм больше диаметральных параметров каждого болта, но только, чтобы она не могла повиснуть на болтах, а наоборот успела прекрасно лечь на данный столик.

При использовании шарнирного опирание ребер в колонну каркаса не потребуется. Между данным ребром, служащим в качестве опоры, а также колонны монтируется металлическая прокладка, толщина, которой не должна превышать 5 мм.

Сопряжение с колоннами в жестком варианте (сварка)

Изготовить жесткую соединительную деталь можно будет только при помощи болтов, но или прибегнуть помощи сварки. Все же болтовой вариант соединения считается более технологичным. Так как в данном случае практически все детали разрабатываются, а также окрашиваются на производстве. При построении каркаса придется их просто установить, а болты потуже затянуть.

Между опорными ребрами, а также колонны придется установить несколько стальных прокладок, чтобы балки и колонны плотно прилегали друг к другу. То есть в данном случае зазора между ними не должно быть.

Максимальное количество необходимых болтов придется рассчитывать только согласно возникающему моменту.

Где применяют двутавровые балки

Двутавровые балки применяются в следующих отраслях:

• в машиностроении и вагоностроении;
• в подъемно-транспортном оборудовании горных разработок (для армирования шахтных стволов), заводов, мастерских, развлекательных аттракционов;
• в жилищном и промышленном домостроении в качестве межэтажных балок и элементов силового каркаса;
• в строительстве быстровозводимых сооружений и высотных зданий;
• в строительстве мостов, путепроводов и гидротехнических комплексов.

Изделия выпускаются длиной не более 12 метров — ограничение, продиктованное возможностями транспортировки грузов. При использовании в конструкциях практически каждый элемент требует обрезки, удлинения или стыковки с другими в поперечных или иных осях. Поэтому правильные технологии соединений играют важную роль в обеспечении надежности и долговременной эксплуатации конструкций.

Замена швеллерами

На практике при возведении строительных конструкций для получения двутаврового сечения иногда используется сварка швеллеров между собой. Если швеллеры применяются взамен предусмотренных проектом двутавровых балок, такая замена должна согласовываться.
Согласование использования альтернативного материала отражается изменениями, вносимыми в соответствующие разделы рабочего проекта. Возможность замены определяется по результатам поверочных расчётов на прочность, выполняемых проектировщиками.

Способ применяемой сварки швеллеров между собой также определяется расчётом. Это может быть сварка непрерывным или прерывистым швом, либо с применением соединительных накладок.

При сварке швеллеров непрерывным швом, в результате температурных деформаций металла, может произойти скручивание профиля. Избежать этого явления можно, применяя специальные струбцины, а также, накладывая сварочные швы небольшими участками, чередуя при этом стороны соединяемых профилей.

При необходимости удлинить такую конструкцию, осуществляют сварку швеллеров встык. Места стыковых сварочных швов швеллеров, образующих двутавр не должны совпадать друг с другом. Для усиления конструкции сварной шов можно укрепить с помощью накладки.

Технология производства

В типовом варианте, двутавровая балка получают из трех листовых заготовок: стенки и двух полок, привариваемых к её торцам под прямым углом. Изготовление осуществляется на специализированных сборочных линиях, настроенных на выпуск балки определенного размера.

Заготовки перемещаются на специальных катках и предварительно закрепляются в нужном положении зажимными устройствами, оснащенными гидравлическим или пневматическим приводом.

На зафиксированном зажимным устройством участке собираемой балки делаются прихватки сваркой по поясному шву. После этого, балка перемещается по каткам, вновь закрепляется, и сваркой прихватывается следующий ее участок.

Поясной шов проваривается окончательно после того, как вся конструкция оказывается предварительно скреплённой сварными прихватками.

Сварка тавровых соединений стенки с полками осуществляется в автоматическом режиме под слоем флюса. Процесс автоматической сварки может выполняться разными приспособлениями. Это могут быть сварочные манипуляторы, горелки которых варят, перемещаясь по заданным траекториям посредством шарнирных соединений с несколькими степенями свободы.

Также могут применяться более простые устройства типа самоходных сварочных тракторов, гораздо больше подходящих для создания прямолинейных соединений.

Еще один класс устройств, способных автоматически сваривать поясные швы двутавровых балок, это консольные или портальные установки. В их состав, кроме собственно сварочного оборудования, входит аппаратура слежения и контроля качества сварного шва, а также устройства подачи флюса и последующей очистки шва от его остатков.

Такие установки осуществляют сварку под оптимальным углом, составляющим 45 °, чем обеспечивается наиболее благоприятное расположение сварочной ванны, и соответственно, высокое качество сварного шва.

Интенсивный нагрев заготовок в процессе сварки приводит к короблению полок. По этой причине процесс сборки двутавровых балок включает процедуру их выравнивания, осуществляемую на специальных машинах для исправления грибовидности.

На завершающей стадии изготовления производится фрезерная обработка торцов изделия.

Применение двутавра для изготовления центрально-сжатых колонн

Функциональное назначение таких колонн – передача нагрузок, действующих сверху, на основание строения, а через него – на почву. На эти конструктивные элементы оказывают давление продольные силы, приводящие к равномерному сжатию поперечного сечения.

Конструктивные составляющие центрально-сжатых колонн:

• Оголовок. Предназначен для фиксации на нем расположенных выше конструкций.
• Стержень. Главный несущий элемент.
• База колонны из двутавра. Крепится к основанию анкерными болтами. Служит для распределения приложенного усилия по поверхности фундамента.

Колонны из двутавра по виду сечения стержня разделяют на – сквозные (решетчатые) и сплошные. По высоте сечение может быть постоянным по размеру или переменным. При расчете оптимальной конструкции колонны принимают во внимание:

• величину прилагаемого усилия;
• эксплуатационные условия;
• возможности изготовления;
• удобство примыкания элементов, обеспечивающих дополнительное поддержание конструкции.

О новой технологии частного домостроения

Сегодня производство сварных двутавровых балок запущено по всей стране, и востребовано даже в частном домостроении. А всему этому виной новые дизайнерские и архитектурные решения! Их современные объемные планировочные проекты требуют особого качества несущего каркаса и надежного перекрытия, которое будет наиболее эффективным при больших пролетах – от 7 метров.

Вы наверняка, замечали насколько загородные коттеджные дома и подобные им постройки по своему только внешнему виду отличается от исконно русской избушки. А вот теперь представьте, насколько отличается их архитектура и принципы строительства! Вот почему стальные двутавровые балки сегодня стали активно применяться для перекрытия пролетов от 4 до 18 м, а для их производства используется как углеродистая, так и низколегированная сталь, которая гарантирует нужные качества и прочность.

Для изготовления таких балок даже существует свой ГОСТ и необходимые сертификаты. Касательные напряжения у них принимаются сплошными стенками, а сжимающие и растягивающие напряжения равномерно распределяются по длине. Чтобы вам было более понятно, роль у такой вертикальной стенки по сути та же, что у зигзагообразной решетки в металлической ферме. Хотя на первый взгляд такие балки не выглядят слишком прочными или монолитными:

Дополнительные функции двутавра в частном домостроении

Сама перекрытие вовсе не обязательно должно состоять только из металлических двутавровых балок. Нередко их используют только в самых напряженных местах, а между металлическими частями устанавливают деревянные двутавры.

Почему так? Дело в том, что для сварки нужна высокая квалификация рабочих. Далее, в обычной литературе и интернет-сайтах нет того многообразия узлов и готовых схем конструкции для установки такого перекрытия, здесь действительно требуется грамотный инженер, и даже мы даем только рекомендации. Кроме того, металл обходится недешево. Да и качество сварки очень важно. Она должна работать долго, даже в условиях коррозии или перемены нагрузок.

Поэтому вот такой вариант не только имеет право на жизнь, но и достаточно практичен:

И, наконец, металлическая двутавровая балка нередко служит дополнительным функциональным элементов, который в любом хозяйстве имеет ценность:

Читайте также:

  
• Центральный научно исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов
  
• Как закрепить ручку на входной металлической двери
  
• Обшивка металлической лестницы деревом
  
• Цезий металлический где применяется
  
• Тигель для плавки металла в домашних условиях