Двутавровые балки применяются для создания перекрытий между этажами, лестницами, на чердаках, балконах и мансардах.
Их отличие от обычных профильных балок состоит в том, что они имеют более легкий вес и своеобразную форму, за счет чего быстрее происходит их монтаж.
Двутавровые балки перекрытий бывают деревянными и металлическими, но они встречаются также и в виде ЖБИ.
Каковы основные особенности двутавров, из чего состоит их конструкция, какие нормативные требования к изделиям предъявляются, нюансы монтажа и средняя рыночная стоимость в РФ, предлагаем узнать из представленной статьи.
Особенности двутавров
Главной особенностью изделий данного типа является то, что они сделаны в виде горизонтального бруса, который при схематическом изображении толщины (сечения), в разрезе напоминает буку Т на подложке, или, если повернуть балку в другую сторону – толстую букву Н. Также внешний вид некоторые специалисты считают отдаленно похожим на рельсы.
Форма изделий в виде буквы Н сделана для удобства монтажа различных типов конструкций, в которых двутавровым балкам отводится важная укрепляющая и несущая роль. Но особое значение они имеют в качестве одного из элементов основы перекрытий любого возводимого строения.
Стандартный размер двутавра имеет вид: 14,0 х 73 х 7,5 (см), но встречаются и другие его разновидности. Каждое изделие имеет в наличии собственную маркировку, в виде буквенно-цифровых обозначений.
Двутавры обладают хорошим и качественными характеристиками, важными из которых являются прочность, устойчивость и возможность выдержки несущих конструкций.
В строительстве балки устойчивы к высоким нагрузкам и внешним проявлениям атмосферных перепадов. Также они не реагируют на механические воздействия, имеют высокие показатели плотности к сжатию, идеально адгезируются с различными типами веществ. Перечисленные особенности позволяют использовать изделия при постройке конструкционных элементов каркасных зданий и сооружений.
Двутавровые балки широко используются не только в строительстве частных домов, но и при возведении промышленных построек. Изделия незаменимы в работе с ЖБ-плитами, лестницами, пролетами, кровлей.
Двутавры имеют легкий вес, что удобно при транспортировке и монтаже. Для крепления материалов используют уголки, анкеры, заклепки, болты, сварку, металлические крючки, лаги.
Виды
Самые распространенные двутавры – металлические и деревянные. ЖБИ выполняют на заказ для панельных домов из монолита и железобетона. Первый тип производят из хороших профилей (качественных марок стали), их делят на:
- горячекатаные;
- сварные.
Горячекатанные балки получают в заводских изделиях путем выплавки при высокой температуре (прокатка стана), из углеродистой и прокатной стали, а также алюминиевых сплавов. Сварные формируют в цехах специальной техникой сварки, которая придает изделиям характерную форму, не подверженную скручиванию. Плюсами изделий из горячетканного материала считаются:
- отсутствие швов (монолитность):
- большой выбор типоразмеров;
- наличие в продаже (есть на рынке всегда).
Деревянные вырезаются на фабричных станках с помощью плотницких приспособлений. Они бывают как цельные, так и сформированные из трех частей.
Железобетонные двутавры готовят в специальных формах, путем заливки по армированным прутьям состава бетона высокой марки (М300, 400, 500).
Каждый из представленных двутавров, в зависимости от вида, подходит для возведения гражданских и промышленных объектов, поэтому имеет соответствующие технические характеристики, к которым относят прочность, плотность, устойчивость к температурным и механическим воздействиям, воде и огню.
Так, например, изделия из дерева пропитывают специальными составами, которые препятствуют возгоранию, и могут долго не воспламеняться, если в здании начался пожар.
Самая популярная в строительстве двутавровая многоразовая балка из хвойных пород деревьев – БДК-1. Она имеет сечение 40 х 80 (мм), и следующие стандартные размеры:
- 1 500-4 500 (мм) – длина;
- 80 (мм) – ширина;
- 200 (мм) – высота.
При этом врезка зубьев в древесину или плотную фанеру составляет 13 (мм). При этом древесные двутавровые балки крепятся не только на крепежные элементы, но и на клей самой высокой плотности (D4000), например, «KESTOKOL».
Недостатками металлических двутавров считают увеличение веса конструкции и нагрузка на фундамент, у сварных – трудоемкость процесса.
Также по классификации, помимо стандартных (Б), различают двутавры широкополочные (Ш), колонные (К), монорельсные (М), специальные (С), узкополочные (У), дополнительные (Д), которые широко применяются в народном хозяйстве для возведения построек различного характера и сложности.
Основные требования к изделиям
Важные технические требования для двутавров обозначены в технических нормативах, к которым относят:
Для металлических:
- ГОСТ 19425-74;
- ГОСТ 26020-83;
- ГОСТ 8239-89;
- ГОСТ Р 57837-2017.
- Для деревянных:
- ГОСТ 4981-87;
- ГОСТ 30244-94;
- СНиП 2.08.01-89.
- Для ЖБ-изделий:
- ГОСТ 20372-90;
- ГОСТ 24893.0-81.
Перечисленные технические нормативы в начальных разделах всегда предлагают отсылки к другим ГОСТам, СНиПам и СТО. Они касаются используемого материала, расчетов, распределения по размерам, условий хранения и других важных нюансов. Но общим для всех требований является то, что они должны быть:
- крепкими и прочными;
- маркированными, в зависимости от типа;
- устойчивыми после монтажа;
- хорошо адгезироваться с различными веществами и элементами крепежа, используемыми для строительных и отделочных работ;
правильно распределять нагрузку, с учетом воздействия на фундаментную основу;
- быть пожароустойчивыми, сейсмостойкими, водостойкими и морозоустойчивыми;
- использоваться одновременно с пароизоляцией и гидроизоляцией;
- иметь различные типоразмеры;
- изготавливаться из качественных материалов, произведенных в заводских условиях;
- обладать долговечностью при эксплуатации.
Требования могут дополняться и изменяться, так как строительные технологии с каждым годом развиваются и расширяются. Готовые изделия всегда можно приобрести в специализированных магазинах, на сайтах производителей или у их прямых партнеров.
Длина двутавровой балки может достигать 12-15 (м). Если для строительства промышленного объекта нужны двутавры большей длины, предприятие делает для заказчика индивидуальный заказ.
Технические характеристики и размеры
Данные качества касаются таких понятий, как прочность, габариты и вес изделий, требования к которым указаны в нормативных документах – ГОСТах и СНиПах (перечислены в разделе выше). Двутавровые балки по своим техническим характеристикам должны обладать следующими качествами:
- Обеспечивать достаточную прочность, устойчивость и жесткость всей конструкции.
- Надежно фиксировать отдельные элементы каркаса.
- Снижать нагрузку и равномерно распределять ее по отношению к фундаментному основанию.
- Быть морозоустойчивыми и пожаробезопасными.
- Соответствовать маркировке (Н, Ш, М, К, С, А, В, Б) и распределению длины: мерная, немерная, кратная.
- Кривизна двутавровой балки не может составлять более 2% длины.
- Прогиб стенки, обозначаемый в расчетах, как f, не может быть более 0, 15 (S).
Таблицу технической характеристики для двутавровой балки можно представить таким образом, как на фото ниже:
На фото указаны длина, ширина, количество изделий в 1 т, сечение, заводской присвоенный номер. По маркировке балки определяется не только высота изделия, но и его работоспособность, а также последовательность расчетов.
Принцип расчета
Проведение расчетов двутавров основано на том, что низ его работает на растяжение, а верхняя – на сжатие. При этом стенки принимают поперечные силовые нагрузки.
Характеристики и показатели деревянных двутавров указаны в приложениях нормативов ГОСТов, и имеют вид таблиц, как на рисунке ниже: 
Используя данные таблицы, характеризующие древесину, при расчетах используются следующие величины:
- общая высота;
- толщина;
- модули – растяжения, изгиба, сжатия и упругости;
- глубина паза;
- длина самого пролета;
- шаг балок;
- показатель нормативной нагрузки;
- процентные условия эксплуатации изделия, зависящие от влажности и других атмосферных величин.
Используются также многочисленные коэффициенты, которые используются профессиональными инженерами. Для двутавров используют такие формулы, как:
Xd = kmod х Xk/γm – определение прочности и расчет сопротивления, где:
- Хk – норма прочности;
- kmod – коэффициент нагрузки и содержания влаги;
- γm – коэффициент, характеризующий материал.
Ed = Emean / γm – элементная жесткость, где:
- Ed – показатель жесткости;
- Emean – средний модуль упругости.
Используемый частный коэффициент (γm), согласно нормативам, чаще всего равен показателю 1,2. Поскольку двутавры различаются друг от друга по показателям качества древесины, то и расчет у них неодинаковый. Большое значение уделяется дополнительным коэффициентам и показателям, например, гибкости элемента двутавра λ, который вычисляется по формуле:
λ = SQR(12) х (Lc/b), где:
- Lc – длина поверхности между сечениями, если происходит сжатие;
- b – показатель ширины балки.
Пример:
Рассчитать гибкость полки, если двутавры имеют шаг 1,25 (м). Указано, что у них не между собой промежуточных распорок, за исключением концов.
Решение:
Согласно условию задачи, длина поверхности между сечениями при сжатии Lc = L = 4 (м). Исходя из общей формулы, определяем коэффициент гибкости полки:
λ = 3.464 * 4 / 0.075 = 185
Ответ: коэффициент равен 185.
Для металлических двутавров чаще всего рассчитывают прогиб, а также изгиб, которые применяются для балочных типов, номеров 1-6. Здесь можно воспользоваться удобным калькулятором расчета, при отсутствии времени, по типам двутавров, можно при помощи онлайн-калькуляторов. Так, например, в этом может помочь сайт.
При расчетах металлических двутавров всегда используют показатели:
- A и B – расстояния от основной опоры до точки нагрузки;
- L – длина пролета (по минимуму);
- Fmax – балочный прогиб по максимуму, согласно технической таблице внизу:
В расчетах со стальными двутаврами также используют величины: количество (К), Ry – показатель сопротивления, Fбалки – прогиб и запас (З), сечение (М). Для удобства проведения математических расчетов часто используют онлайн-калькуляторы, один из которых здесь. Данный калькулятор проводит расчеты в отношении консольных и опорных балок, где используется также q – масса изделия в кг/м.
Пример:
Необходимо вычислить прогиб для балок – максимальный момент сопротивления сечения Му, если L = 4,5 (м) уложена параллельно короткой стены, q = 6, количество балок равно 8.
Решение:
Согласно формуле, учету веса по таблице СНиПа:
My = (q х L2) /8 = 6 х 4502/8 = 151875 (кгс/см2).
Ответ: 151875 (кгс х см).
Пример 2, который можно соединить с показателем первого примера.
Максимальный момент сопротивления балки Wy, при указанном условием расчетном сопротивлении стали (2150 кгс/см2) рассчитать легко, на основании деления изгибающего момента на показатель сопротивление стали. В соответствии с формулой, это будет выглядеть так:
Wy = 151875 / 2150 = 70,6 (см3).
Ответ: 70,6 (см3) – максимальное сопротивление двутавра данного типа.
Величины, использующиеся в различных расчетах двутавровых балок, имеют следующий вид: 
Использовать для работы можно этот калькулятор.
При выборе габаритов двутавра учитываются тип и характеристики возводимого объекта, а также нагрузки на конструкцию здания.
Процесс монтажа своими руками
Этапы монтажа двутавровых балок из дерева по техническим нормам включают в себя следующие шаги:
- На цементную стяжку несущих стен или деревянные прокладки, укладывают доски, которые с помощью анкеров крепят к заранее установленным конструкциям (ограждениям).
- На них укладывают балки, имеющие шаг 50-60 (см), или другой, согласно проекту, но не менее представленных величин.
- Балки прикрепляют к доскам с помощью гвоздей и саморезов, концы их обязательно оборачивают гидроизолятором.
- Поперечные связи между изделиями формируют за счет распиливания балки на отрезки.
- Низ подшивают OSB листами или плотной фанерой.
Все остальные работы с обустройством слоев проводятся по принятому плану работ. Иногда, в домах из оцилиндрованных бревен балки могут устанавливаться с помощью врезки или врубки. Для этого в стенах формируются проемы заданной глубины и толщины. Укрепляются балки профилированными изделиями, пластинами, анкерными соединениями.
Металлические двутавры устанавливаются чаще в монолитных, кирпичных и панельных домах прямо по армированному поясу, с учетом размеров шагов:
- Шов пояса могут приваривать и укреплять крупными болтами по сделанным отверстиям.
- Все проходы и отверстия зажимаются хомутами и надежно привариваются к армировке конструкционной стены.
- Низ подшивается материалом, который задуман по проекту, или формируется опалубка, и делается черновой пол из монолита.
ЖБ-балки крепятся по типу металлических. Они имеют монтажные петли, с помощью которых их удобно укладывать, а затем их приваривать к армированным прутьям армопояса. Затем занимаются обустройством перекрытия, и формированием слоев пирога чердака.
В процессе работы необходимо строго соблюдать технику безопасности и последовательность действий монтажа. От качества уложенных балок, учета строительных нюансов (маркировки, состава, крепежа) зависит качество формирования черновой поверхности чердачного, межэтажного или лестничного перекрытия.
Плюсы и минусы использования
Многочисленные отзывы на социальных площадках в отношении двутавров позволяют узнать от специалистов и пользователей следующие преимущества любого типа двутавровых балок:
- Выдерживание нагрузок и распределение их, без влияния на фундаментную основу.
- Прочность, жесткость и долговечность.
- Удобство транспортировки.
- Несложный монтаж.
- Большой выбор изделий, возможность индивидуальных заказов у производителей.
- Нулевой крутящий момент.
- Устойчивость к механическим, сейсмическим и атмосферным воздействиям.
- Монолитность и устойчивость швов у стальных изделий.
- Доступность в цене.
- Высокая несущая способность.
- Отсутствие растрескивания и деформации.
Минусами пользователи считают:
У деревянных – низкий показатель огнестойкости, из-за особенностей материала.
- У металлических – склонность к коррозии.
- У ЖБ – постепенное разрушение.
- Возможность производства изделий только на крупных предприятиях.
Плюсом для двутавров является также то обстоятельство, что монтаж с ними можно проводить круглый год.
Отзывы
По анализу отзывов (большому количеству плюсов) можно сделать вывод о том, что двутавровые балки всегда будут востребованы в строительстве, так как минусов у них практически нет, а имеющиеся связаны больше с периодом эксплуатации.
С мнениями пользователей можно ознакомиться здесь, здесь и здесь.
Средние цены по РФ
Стоимость всех двутавровых балочных изделий на март 2021 г. составляет, в среднем, по РФ:
- Стальные:
- за 1 т – 51 700 рублей;
- за 1 м – от 845 до 16 350 рублей.
- Деревянные:
- 1 м – от 220, 300, 430 до 900 рублей.
- ЖБ:
- 1 шт. – от 850 до 4 500 рублей, до 22 340 – подкрановые, самые большие.
На общую стоимость влияют размеры и количество двутавровых балок. Имеет значение также страна (производитель) и регион РФ. Самые дорогие расценки на двутавры в МО, СПБ и северных областях.
Прайсы с расценками присутствуют на сайтах официальных производителей двутавровых балок.
Заключение
Двутавры выполняют важную роль в установке межэтажных, чердачных, лестничных, мостовых и кровельных перекрытий. Они выполнены из металла, дерева и из ЖБ-материала.
В продаже двутавры продаются только в маркированном виде. Их маркировка включает в себя следующую расшифровку: первые 2 цифры – это высота профиля в сантиметрах, индекс из букв –тип профиля по ширине, рядом ставят шифр производителя, затем – габариты и номер нормативного документа.
Приобретать изделия дешевле всего на специализированных сайтах от прямых производителей. Изделия имеют различное сечение, которое определяется инженером при разработке проекта постройки.
