Добрый день, уважаемые гости и подписчики моего канала!
Я уже писал о том, что у нас в доме перекрытие по деревянным балкам. В то время, для пролета 4,6 м. я выбрал брус сечением 150*200 с шагом 70 см. Это решение пришло не сразу, долго размышлял, но изучив все особенности, плюсы и минусы каждого из вариантов - все же остановился на цельном брусе.
Теперь о двутавре...
Двутавровая деревянная балка - изобретена очень давно и использовалась как балка для большепролетных промышленных зданий и сооружений, вторую жизнь у нас эти балки приобрели сравнительно недавно. Сейчас, они очень распространены в каркасном и деревянном домостроении. Этот конструктивный элемент в поперечном разрезе выглядит в виде буквы "Н" и обладает очень высокой несущей способностью.
Такие элементы применяются при строительстве межэтажных перекрытий и кровель, как в деревянных, так и в каменных домах. Нужно отдать должное, что двутавровая балка практически не подвержена прогибу при вдвое меньшем весе, чем цельный брус, а длина изделий достигает 13 м.
Но, не так всё хорошо, как может показаться на первый взгляд. Очень много информации обычному потребителю просто не договаривается и что печальнее всего, производитель об этом знает!
Предлагаю рассмотреть, как работает двутавр.
Его конструкция имеет зону растяжения, зону сжатия и центральную перегородку (стенку). Стенка выступает как ребро жесткости, которое надежно зажато между брусками, установлено в паз и приклеено к ним эпоксидным клеем. При нагрузке, нижний брусок берет на себя все растягивающее усилие и это единственный элемент, который несет данную нагрузку.
Поэтому, первый момент заключается в пожаробезопасности.
Пожаробезопасность
Под действием температуры, несущая способность двутавра теряется уже через 3-4 минуты, а это в 10 раз быстрее, чем теряется прочность обычного цельного бруса тех же габаритов.
Проблема в том, что достаточно нескольких минут, чтобы перегорел брусок нижнего пояса, работающий на растяжение. После чего, конструкция резко обрушивается. С цельным брусом всё иначе - под действием огня, брус обугливается, а нагрузка постепенно перераспределяется по не обугленной части сечения, размер которого уменьшается не так стремительно, в отличие от двутавра.
Во-вторых, эпоксидный клей между стенкой и бруском перестает работать уже при температуре 87 град., стенка двутавра вылетает из посадочного гнезда, отделяясь от верхнего и нижнего поясов. Остаются две струнки, которые уже не способны держать нагрузку:
Чтобы защитить двутавр, нужно распрощаться с очень хорошей суммой денег, поскольку обычная химия на полках наших магазинов, наносимая кисточкой - не поможет, она лишь задерживает начало обугливания на несколько минут, но не влияет на его скорость.
Для защиты двутавров применяются специальные огнеупорные материалы, которые стыкуются к боковым граням стенки двутавра и нижнего бруска и не дают быстро распространяться огню:
Второе - стенка двутавровой балки
Несмотря на великолепную несущую способность балки, стенка двутавра является самым слабым звеном. Проверку на прогиб двутавр проходит со свистом, а проверка стенки на срез по формуле Журавского (сопромат) показывает, что если у нас имеется короткий участок под высокой нагрузкой - стенка балки попросту срезается и не выдерживает касательных напряжений, при том, что цельный брус проходит эти расчеты с запасом.
Стенка из фанеры ведет себя лучше, поскольку сам материал гораздо прочнее, чем ОСП. Но, производитель упорно применяет ОСП, удешевляя производство.
Поэтому, проектировщики перестраховываются и мы частенько можем видеть на стройках усиленные двутавровые балки с боковыми накладками из фанеры или того же ОСП, как на рисунке ниже (вариант "а"):
Возникает тогда вопрос, а зачем нам вообще дорогущий деревянный двутавр, который нужно дополнительно усиливать? Ведь можно приобрести обычный брус на любом строительном рынке и опоясать его металлической фермой из уголка (вариант "б"), что выйдет по цене чуть-чуть дороже, а несущая способность и пожаробезопасность - гораздо выше. А еще дешевле выйдет обычный брус с боковыми накладками из фанеры (вариант "в") на столярный клей и оцинкованные саморезы в шахматном порядке!
Считаю, что применяя деревянный двутавр, нужно дополнительно обеспечивать защиту от огня и усиливать его накладками по обе стороны балки. Что говорить об ОСП, если даже стенку металлического двутавра выгибает или перекашивает полку.
Если можно обойтись без двутавра, считаю, что нужно обходиться. Иначе - защищать!
Надеюсь, статья была вам полезна.
Спасибо за внимание!
Как надёжно срастить деревянные балки по высоте? Составная балка по методу В.С.Деревягина