Современные конструкции перекрытия по деревянным балкам

Подобная конструкция  обеспечивает наличие качеств, необходимых  для обеспечения прочности и  долговечности любого строения: 
- простота монтажа; 
- низкая теплопроводность; 
- прочность; 
- низкая себестоимость; 
- экологичность; 
- устойчивость к атмосферным воздействиям (влагостойкость и др.); 
- антибактериальные свойства.

Наиболее популярной является балка двутавровая, размеры которой составляют: 
- сечение — 200х80 мм; 
- толщина фанеры — 27 мм.

Такая конструкция характеризуется  высокой несущей способностью и  может быть применена в монолитном строительстве различных зданий (промышленных, складских, жилых и торговых). Главным преимуществом деревянных двутавровых балок является их универсальность. Балки возможно использовать не только в каркасных домах, но и в качестве дополнительного материала при строительстве пола, потолков и монолитных бетонных перекрытий. Значительно повышает скорость монтажа деревянных балок тот факт, что при работе с ними потребуется лишь плотницкий инструмент. Кроме высокой прочности и легкости монтажа, деревянные балки при верной установке не допускают эффекта «скрипящих полов», а также скручивания балок. Невзирая на длительность эксплуатации, размеры такого механизма останутся первоначальными, что обеспечит значительное снижение расходов на обслуживание. Исключительные свойства древесины позволят проложить инженерные коммуникации даже после завершения монтажа балок, так как в стенках досок с легкостью проделываются отверстия для проведения труб, проводов и прочего. В отличие от металлических и бетонных балок, деревянные балки двутавровые обладают низкой теплопроводностью, что будет способствовать снижению эффекта теплового моста. Двутавровые балки используются на пролетах большой длины в силу высокой прочности материала. Стоит отметить, что деревянные балки по техническим характеристикам не уступают металлическим и бетонным.

Помимо использования  в частном и крупнопанельном  строительстве, где особые требования предъявляются к прочности материалов, широко используются деревянные балки  при возведении мансардных помещений. На современном строительном рынке балки деревянные двутавровые, в силу их широкого распространения, представлены в большом количестве и разнообразии. Их продажа осуществляется как отечественными, так и заграничными предприятиями. При производстве работ с двутавровыми балками не станет помехой плохая погода, а это значительно позволяет сократить время строительства. Помимо всех преимуществ, использование деревянных балок существенно снижает расходы на строительство. Но самое главное, что здания, возведенные с употреблением двутавровых балок, имеют высокую сейсмоустойчивость. Для получения качественного полового покрытия, в котором используются двутавровые балки, необходимо соблюсти большую высоту балок при одновременном меньшем прогибе и более высокой жесткости пола. При использовании сплошных блокировок в перекрытиях, обвязки и подшивки потолков без применения опосредующих элементов, можно добиться снижения уровня вибрации пола и улучшение его общих характеристик.

 

Металлодеревянная двутавровая балка

 Металлодеревянная двутавровая балка включает верхний и нижний пояса из древесины, и стенку, состоящую из нескольких слоев древесины со средним слоем из металлической полосы, закрепленную в пазах верхнего и нижнего поясов балки на клею. Недостатком этой металлодеревянной балки является сложность изготовления стенки балки и невысокая прочность соединения стенки с поясами балки, обеспечиваемая прочностью клея. Изобретение направлено на уменьшение трудоемкости изготовления и повышение прочности соединения стенки и поясов балки. Результат достигается тем, что в металлодеревянной двутавровой балке, включающей верхний и нижний пояса из древесины, и металлическую плоскую стенку, установленную и закрепленную в продольных пазах верхнего и нижнего поясов балки, на плоской стенке выполнены поперечные гофры полуцилиндрической формы, а в пазах полок балки с шагом, равным шагу поперечных гофр стенки, предусмотрены цилиндрические углубления, в которые заведены гофры стенки балки и зафиксированы в них цилиндрическими нагелями. Для повышения местной устойчивости стенки балки поперечные гофры стенки следует выполнять с разной ориентацией относительно плоскости стенки и размещать с разным шагом по ее длине, уменьшая этот шаг к опорам.

На Фиг.1

 Изображен общий вид металлодеревянной двутавровой балки. На Фиг.2 и Фиг.3 показаны поперечные разрезы балки, соответственно разрез 1-1 на Фиг.2 и разрез 2-2 на Фиг.3. На Фиг.4 показан фрагмент балки в момент ее изготовления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Металлодеревянная двутавровая балка  включает верхний 1 и нижний 2 пояса  из древесины и металлическую  стенку 3 с поперечными гофрами 4. Для крепления стенки балки 3 к  поясам 1 и 2 в последних выполнен продольный паз 5 и цилиндрические углубления 6, в которые вставлены плоские  и гофрированные участки кромок стенки 3, при этом гофры 4 зафиксированы  в углублениях 6 цилиндрическими  нагелями 7.

Сборку металлодеревянной  двутавровой балки выполняют  в следующей последовательности.

В деревянных поясах балки 1 и 2 выполняют продольные пазы 5 и  цилиндрические углубления 6. Стенку балки  из оцинкованного стального листа  подвергают поперечному гофрированию. Поперечные гофры 4 выполняют полуцилиндрической формы. Поперечные гофры 4 для повышения  местной устойчивости стенки ориентируют  относительно плоскости стенки балки  в разные стороны, при этом шаг  поперечных гофр уменьшают к опорам балок. После изготовления поясов и  стенки балки (Фиг.4) плоские и гофрированные  участки кромок стенки 3 заводят  соответственно в пазы 5 и цилиндрические углубления 6 и закрепляют в них  на клею, причем гофры фиксируют  цилиндрическими нагелями 7.

Собранная металлодеревянная  двутавровая балка обладает высокой  прочностью узла соединения стенки и  поясов балки и обеспечивает уменьшение трудоемкости изготовления.

 

 

 

 

Пространственные деревянные балки, элементы которых скреплены металлозубчатыми пластинами.

В последнее время для  узловых соединений дощатых элементов  нашли применение металлические  зубчатые пластины (МЗП). МЗП (рис. 15) представляет собой стальные пластины толщиной 1–2 мм, на одной стороне которых после выштамповки на специальных прессах получаются зубья различной формы и длины. МЗП ставят попарно по обе стороны соединяемых элементов таким образом, чтобы ряды МЗП располагались в направлении волокон, присоединяемого деревянного элемента, в котором действуют наибольшие усилия. Изготовление конструкции должно производиться специализированными организациями, оснащенными оборудованием для сборки конструкций, запрессовки МЗП и контрольных испытаний конструкций. Ручная запрессовка МЗП не рекомендуется.

рис. 15. Примеры соединений на МЗП

Несущую способность деревянных конструкций на МЗП определяют по условиям смятия древесины в гнездах  и изгиба зубьев пластин, а так  же по условиям прочности пластин  при работе на растяжение, сжатие и  срез.

МЗП изготавливаются из листовой углеродистой стали толщиной 1,2 и 2 мм. Антикоррозийную защиту МЗП выполняют оцинковкой или покрытиями на основе алюминия.

Балки изготавливают в  производственных условиях из массивного или клееного бруса, скрепляя элементы конструкции металлическими зубчатыми  пластинами МЗП.

   
Плюсы использования этой технологии:  

·  отсутствуют трудоемкие операций по созданию пазов и шипов;

·  если выставить монтажные столы точно по геометрии первой создаваемой конструкции, то геометрия всех последующих идентичных конструкции будет соблюдаться автоматически;

·  чем больше конструкций одной конфигурации изготавливается, тем больше рабочего времени экономится;

·  все работы производятся в помещении, следовательно, не зависят от погодных условий;

·  готовые конструкции перевозятся на место их установки, что увеличивает скоростью сборки дома. Например, срок строительства усадебного дома можно уменьшить в 1,5 раза за счет параллельного возведения стен и изготовления стропильных ферм "на земле" сразу в проектных размерах;

·  конструкции с соединениями на МЗП гораздо экономичнее традиционных и позволяют экономить как древесину, так и сталь;

·  позволяют создавать конструкции любой сложности;

·  соединения на МЗП превосходят по прочности аналогичные соединения на клею или гвоздях;

·  позволяют осуществлять крепеж брусков в стык даже с зазором до 4-х мм без потери прочности конструкции.  
 
Вместе с тем, для изготовления конструкций с помощью МЗП необходимо иметь почти идеально ровную площадку с размерами, соответствующими изготавливаемым элементам и специальный пресс в форме скобы с соответствующей гидростанцией (прочность соединений гарантируется только при использовании специального оборудования для запрессовки).  
Наибольшее распространение в зарубежной практике строительства получили МЗП системы Ганг- Нейл, а в СССР применялись соединения типа МЗП-1,2 и МЗП-2, которые были разработаны ЦНИИСК им. Кучеренко. Главным недостатком всех МЗП системы Ганг-Нейл является то, что работает соединительная пластина в разных направлениях по-разному, и при нагрузке, действующей по главной оси, прочность шипов на изгиб получается минимальной. Этого недостатка лишена система МЗП типа Арпад (патент 1998 г., Венгрия). Главное ее отличие в том, что оси пар шипов, выштампованные в пластине, образуют с направлением основной нагрузки определенный угол, а ряды шипов расположены под углом друг к другу. При таком расположении зубьев при нагружении узла возникает явление заклинивания шипов в древесине, чем значительно увеличивается прочность соединения.  
 
Несмотря на  огромное количество плюсов новой технологии МЗП мало применяются в индивидуальном строительстве. Несмотря на то, что сборочный стенд и оборудование для запрессовки МЗП элементарны и мобильны, в условиях строительства изготовления конструкций, как правило, не производится - их изготавливают только в условиях цеха. Да и не будет ни одна фирма вывозить свой оборудование на стройплощадку к заказчику ради того, чтобы на месте собрать 4-5 ферм. Собранные крупные конструкции транспортируются на строительную площадку специальным автомобилем - а это означает довольно значительные транспортные расходы. Установка крупных конструкций на место возможна только с применением крана, а возможность применить кран есть далеко не у каждого индивидуального застройщика. Так что это решение в основном используют крупные строительные фирмы.

 

 

 

 

 

 

 

 В современном строительстве  часто используют деревянные перекрытия. Они легки и просты в монтаже. Дерево во много раз легче бетона и метала, что собственно большой плюс — давление на фундамент будет гораздо меньше. Конечная стоимость гораздо меньше, чем покупка, транспортировка и монтаж железобетонных перекрытий. Срок службы может доходить до 100 лет. Очень часто деревянные перекрытия служат дополнительным элементом в интерьере деревянного дома: придают дополнительный уют и комфорт обитателям дома.

Вообще, чем больше в доме дополнительных деревянных элементов, тем более комфортнее чувствуют  себя обитатели дома. Поскольку человек  становится ближе к природе —  естественной среде обитания всего  живущего на земле.

Без деревянных перекрытий не обходится ни один жилой деревянный дом.