Арматура для двутавровых балок

На наших стройках все чаще используются современные строительные материалы из дерева. Двутавровые балки (I-beam) широко используются в качестве стропил или балок перекрытия в эпоху все более популярного деревянного каркасного и пассивного строительства. У двутавровых балок много преимуществ, однако, прежде чем работать с этим видом продукции, важно ознакомиться с основными столярными соединениями, предназначенными именно для этих изделий, без которых строительство фермы или потолка может оказаться затруднительным.

Деревянная балка — это древесный строительный материал, используемый в основном в пассивном строительстве в качестве балок перекрытия, стропил или стоек стен (каркасное строительство). Он состоит из нижнего и верхнего брусьев, изготовленных из строганной цельной древесины, высушенной в печи или ламинированной фанеры (LVL), и полотна, обычно изготовленного из OSB или упрочненной ДВП (фото 1).

Использование балок и ригелей

Использование двутавровых балок в качестве альтернативы традиционным пиломатериалам связано со многими преимуществами для инвестора и подрядчика, о которых следует рассказать в отдельной статье, но нельзя не упомянуть точность и стабильность размеров, фиксированное содержание влаги, предотвращающее коробление элементов, меньший вес балок, низкие теплопотери (тепловой мост уменьшен от всего сечения до ширины полотна).

Что касается соединений между балками, важно отметить, что балки изготавливаются из стального листа, который является наиболее часто используемым материалом.

Когда речь идет о соединениях двутавровых балок, справедливо будет сказать, что неопытным плотникам может быть трудно сделать их правильно. Для двутавровых балок требуются довольно специализированные соединители, предназначенные исключительно для этого типа изделий, к тому же, как правило, соединитель рассчитан на определенную высоту и ширину балки и не может быть использован для любой другой.

В следующей статье рассматривается соединение двутавровых балок.

Далее в этой статье я расскажу о типичных соединениях двутавровых балок, используемых в качестве стропил и балок перекрытия, а также представлю другие соединительные элементы, облегчающие работу с этими компонентами.

Рис. 1. Отверстия в соединителях двутавровых балок

Рис. 2. Вбивание гвоздей в полосы двутавровой балки.

Ногти

Необходимо помнить, что если при использовании традиционных соединителей, предназначенных для цельностенных элементов (пиломатериалы, клееный брус), необходимо использовать системные гвозди с кольцевым хвостовиком, указанные производителем соединителя, то при использовании соединителей для двутавровых балок ситуация кардинально меняется. Не рекомендуется использовать гвозди с кольцевым хвостовиком, так как они могут разрушить структуру древесины при забивании в верхний или нижний фланец или вызвать раскалывание. Кроме того, гвозди с кольцевым хвостовиком диаметром 4,0 мм слишком велики для отверстий в соединениях, предназначенных для двутавровых балок, и их вбивание может вызвать некоторые проблемы. Как правило, используйте квадратные торсионные гвозди или гладкие круглые гвозди и обращайте внимание на длину гвоздя, указанную производителем соединителя.

Рис. 3. Кронштейны двутавровых балок — ITSE (сверху) и IUT (встык).

В соединительной двутавровой балке можно найти отверстия для гвоздей различной формы — круглые, продолговатые, треугольные и ромбические. Не все они должны быть заполнены гвоздем, чтобы соединение работало правильно: — круглое отверстие — всегда должно быть заполнено гвоздем, указанным производителем, для достижения полной несущей способности соединения, — продолговатое отверстие — похоже на круглое отверстие, однако гвоздь может быть забит по диагонали вдоль отверстия.

Используется в труднодоступных местах, где забивание гвоздей перпендикулярно стыковочной пластине невозможно, — треугольное отверстие — предназначено для дополнительного крепления гвоздями, если существует риск вытягивания балки вверх и требуется большая несущая способность в этом направлении. Как правило, в этой ситуации конец двутавровой балки должен быть дополнительно заполнен до полного сечения в соответствии с рекомендациями производителя. — Ромбовидное отверстие — Отверстия для дополнительного использования для временной фиксации соединения во время возведения. Использование этого отверстия может облегчить нам сборку разъема (Рисунок 1).

Рисунок 4. Сборка универсального двутаврового кронштейна — IUSE.

Также стоит упомянуть, что по возможности не следует вбивать гвозди вертикально или горизонтально в планки балок. Это может привести к расслоению древесины, из которой изготовлен фланец балки. Оптимально забивать гвозди под углом 45°. Многие разъемы оснащены отверстиями, предполагающими такой тип вождения. Кроме того, не следует использовать слишком длинные гвозди, которые пробивают фланец балки насквозь. Помимо соображений охраны труда и безопасности, такие гвозди также склонны раскалывать древесину (рис. 2).

I-Beam как балка перекрытия

Это наиболее распространенное применение двутавровых балок. Соединения, которые мы можем встретить здесь, обычно представляют собой соединения вторичных двутавровых балок с первичными балками полной ширины. Существует два типичных способа установки балочных опор — встык и сверху. Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки, и выбор между ними часто зависит, помимо аспекта несущей способности, от предпочтений подрядчика.

Фот. 2. Стропильная скоба VPA в соединении стропила с кирпичной кладкой.

Поверхность поддерживает:

— меньшее количество крепежных элементов (по сравнению со стыковыми соединениями), что означает более быстрый монтаж. — Верхние крылья являются преимуществом, если верх главной балки обращен к верху двутавровой балки, это устраняет необходимость в вертикальном расположении балок, соединители предназначены для формирования плоского пола после установки. Верхние крылья могут быть недостатком, если основной элемент находится выше, чем неподвижная балка, так как они препятствуют установке. Иногда верхние крылья также могут создавать минимальные неровности пола.

Топовые скобки:

— не имея верхних крыльев, они позволяют вертикальное расположение и облицовку, при необходимости с верхним или нижним краем главной балки, — Для стыковых скоб требуется больше гвоздей, что увеличивает время установки (рис. 3).

Также имеются новейшие разработки из стали и алюминия.

Новейший и наиболее универсальный соединитель для двутавровых балок — универсальный кронштейн для балок IUSE. Этот кронштейн сочетает в себе преимущества стыкового и верхнего кронштейна. Небольшие верхние крылья позволяют легко устанавливать соединитель как верхний кронштейн, но в ситуациях, когда они мешают монтажу на более высоких балках, их можно легко отогнуть и установить соединитель как классический стыковой кронштейн (рис. 4).

Рис. 3. Коньковый кронштейн LSSU в перпендикулярном и повернутом соединении.

I-образная балка в качестве стропила

Соединение стропила с балкой — это то соединение, которое изначально удерживает плотников от использования двутавровой балки в качестве стропила. По понятным причинам нельзя срезать полосы двутавра, как тогда опереть стропило на каменную кладку, не срезая стропило? Ответ очевиден — используйте предназначенный для этой цели соединитель — стропильный кронштейн VPA (Фото 2).

Этот соединитель устраняет необходимость обрезать нижний хорд. Соединитель адаптируется к уклону и может использоваться при уклоне крыши от 15 до 45°. Анимацию, демонстрирующую правильную установку стропильного кронштейна VPA, можно найти на сайте www.strongtie.pl.

Вторым основным соединителем, предназначенным для стропил двутаврового сечения, является коньковый кронштейн LSSU. Это соединитель, который реализует соединение гребня с перемычкой. Благодаря изгибаемому нижнему фланцу он может адаптироваться к наклону крыши. Дополнительным преимуществом этого соединителя являются сгибаемые боковые крылья, благодаря которым его можно использовать в соединениях угловых балок со стропилами или в ситуациях, когда стропила соединяются с коньком под углом, отличным от 90° (рис. 3).

Рисунок 5. Соединитель IHS, усиливающий балку в месте выреза полотна.

Другие полезные соединители

В дополнение к основным соединителям, таким как кронштейны для балок и соединители для стропил, существует целый ряд соединителей, предназначенных для двутавровых балок, которые облегчают и ускоряют работу.

Обычно можно встретить ряд соединителей для двутавровых балок.

Распространенной проблемой на строительных площадках является сверление отверстий в балках перекрытия. Производители двутавровых балок разрешают сверлить отверстия в полотнах, но эти отверстия не должны сверлиться вблизи сосредоточенных нагрузок или в зонах контрфорсов — там, где требуется высокое сопротивление сдвигу. Однако, если нам нужно просверлить там отверстия, мы можем это сделать при условии, что мы используем соединитель для усиления отверстий IHS. Это позволяет нам провести установку практически в любом месте потолка (рис. 5).

Также стоит упомянуть соединитель MJC, который используется для соединения двух или более двутавровых балок, чтобы они работали как единый элемент. Это особенно важно, когда такая двойная балка нагружена с одной стороны и хорошее взаимодействие между двумя элементами имеет решающее значение. Еще одно соединение, которое менее важно конструктивно, но является отличным способом ускорить работу на стройке, — это Z-клипса. Он используется для установки обрешетки между балками перекрытия. Высота Z-образного зажима адаптирована к высоте верхнего фланца балки, что позволяет быстро и надежно установить обрешетку в потолке (рис. 6).

Рисунок 6. MJC connector в применении с двойной двутавровой балкой и Z-клипсой в соединении латок с двутавровыми потолочными балками.

Инженеры технической поддержки Simpson Strong-Tie готовы помочь вам в выборе подходящей продукции и ответить на любые технические вопросы, которые могут у вас возникнуть относительно применения, несущей способности и правильной установки соединителей двутавровых балок.