Крепление балок к двутавру

Совместно с двутавровыми балками наша компания предлагает кронштейны и соединители ведущих европейских производителей Simpson Strong Tie и Cullen.

Simpson Strong Tie — американская компания, выпускающая соединители и перфорированную продукцию с 1952 года. В Россию поставки осуществляются с завода в Дании. На продукцию имеется сертификат соответствия российским стандартам.

Узел 1. Опора двутавровых балок перекрытия на стяжку по блокам

Лучшее и наиболее распространенное решение. Узел применяется в том случае, если лаги перекрытия (межэтажного, цокольного, чердачного) опираются на армированную стяжку по блокам с заполнением блоками межбалочного пространства на опорах. Для усиления двутавра на опоре можно применять вставки из OSB, фанеры, доски. Вставка должна иметь зазор в 5 мм с верхней полкой двутавровой балки. Ширина вставки минимум 30 см. Опора балок на стену-15 см. От контакта с бетоном все деревянные конструкции нужно защищать гидроизоляцией.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блоки
3. Гидроизоляция (гидроизол или мастика)
4. Цементная-песчаная стяжка (армированная)
5. Вставка из OSB-3/фанера/доска/, ширина 30 см
6. Заполнение (цемент; монтажная пена)

Узел 2. Опора двутавровых балок перекрытия на блоки.

При использовании стеновых блоков с высокой несущей способностью и когда не предусматривается большая нагрузка на лаги перекрытия, двутавровые балки можно опирать непосредственно на блоки. Минимальная величина опоры- 10 см; оптимальная- 15 см. Деревянные конструкции от контакта с блоками/цементом обязательно защищать гидроизоляционным материалом. Межполочное пространство двутавровой балки запенивается, либо закладывается утеплителем.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блоки
3. Гидроизоляция (гидроизол или мастика)
4. Заполнение (утеплитель; монтажная пена)

Узел 3. Опора двутавровых балок перекрытия на стяжку по блоки. Между балками кирпич.

Узел используется, если принято решение торцы балок закладывать кирпичом. Положительная сторона такого решения: удобство монтажа двутавровых балок, можно ставить лаги с любым шагом; увеличенная жесткость конструкции стены. Минусом является увеличение нагрузки на фундамент и дополнительная позиция в смете, если не предполагалось других работ с кирпичом.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блоки
3. Кирпич
4. Цементная-песчаная стяжка (армированная)
5. Гидроизоляция (гидроизол или мастика)

Узел 4. Крепления двутавровых балок к стене из блоков при помощи кронштейнов

Узел используется, если по каким-то причинам нет возможности опереть балки на блоки/армированную стяжку. Лаги подвешиваются на кронштейны (опоры бруса) анкерованием в бетон. Нижняя полка балки "обувается в сапожок" опору бруса, верхняя полка фиксируется конструкционным уголком. Более технологичный, но и более дорогой способ крепления- кронштейнами Simpson на всю высоту балки. Такие кронштейны нужно заказывать заранее. В местах опирания двутавровые балки заполняются до полного сечения вставками из фанеры/OSB или доски; зазор между вставкой и верхней полкой двутавра должен составлять 5 мм.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блоки
3. Цементно-песчаная стяжка (армированная)
4. Вставка из OSB-3/фанера/доска/, ширина 30 см
5. Кронштейн Simpson на всю высоту балки (под заказ)
6. Опора бруса (всегда в наличии)
7. Гвозди/шурупы оцинкованные
8. Уголок конструкционный
9. Анкера
10. Монтажный шуруп 4.0х30

Узел 5. Опора двутавровых балок на обвязочный брус

Узел используется в случае, если выше перекрытия не будет кладки из блоков. Например, каркасный второй этаж или опора стропильной системы предполагается непосредственно на двутавровые балки. В таком случае, кладка блоков завершается армированной стяжкой, к которой на анкера через гидроизоляцию крепится обвязочная доска (брус). К обвязочной доске шурупами монтируются двутавровые балки. См. раздел "перекрытие в каркасном доме".

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блок-балки
3. Блоки
4. Цементно-песчаная стяжка (армированная)
5. Гидроизоляция
6. Обвязочный брус
7. Анкера
8. Гвозди/шурупы оцинкованные под углом 30 град горизонтально
9. Гвозди/шурупы оцинкованные под углом 30 град вертикально

Узел 6. Опора двутавровых балок на блоки. Лаги параллельны стенам.

Стандартный узел расположения крайней лаги, параллельной стене. Крайнюю лагу устанавливать на расстоянии 3-4 см от стены, либо вплотную, но с предварительным монтажом звукоизоляционного материала между стеной и балкой.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блоки
3. Гидроизоляция (гидроизол или мастика)
4. Заполнение (цемент; монтажная пена)
5. Заполнение (утеплитель; монтажная пена)

Узел 7. Опора балок на внутренние стены из блоков.

Величина опирания двутавровой балки на стены 10-15 см. Если ширина блока внутренней стены больше 20 см, балки устанавливаются "встык". Если ширина блока меньше 20 см, то балки устанавливаются "в нахлест".

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блоки
3. Гидроизоляция (гидроизол или мастика)
4. Заполнение (цемент; монтажная пена)
5. Заполнение (утеплитель; монтажная пена)

Узел 8. Установка дополнительных блок-балок на больших пролетах.

На пролетах более 3-х метров рекомендуется устанавливать блок-балки с шагом 1,5-2 метра для обеспечения жесткости конструкции и перераспределения нагрузки с одной балки на соседние.

1. Деревянные двутавровые балки (лаги)
2. Блоки
3. Цементно-песчаная стяжка
4. Гидроизоляция (гидроизол или аналоги)
5. Вставки (фанера, OSB, доска)
6. Блок-балки
7. Уголок конструкционный (8 шт на 1 блок-балку)

Узел 9. Вынос балок за контур дома. Консоли без нагрузки.

Узел применяется в случае, если консоли из двутавровых балок необходимо вынести за пределы контура дома для создания, например, балкона или крыльца. В данном случае не предполагается большая нагрузка. Величина выноса консоли зависит от типа балки и от её высоты, подробнее узнавайте у наших менеджеров.

1. Деревянные двутавровые балки (лаги)
2. Блоки
3. Цементно-песчаная стяжка
4. Гидроизоляция (гидроизол или аналоги)
5. Вставки (фанера, OSB, доска)
6. Фанерный торцевой элемент (влагостойкий)
7. Шурупы/гвозди оцинкованные

Узел 10. Вынос балок за контур дома. Консоли с нагрузкой.

При больших нагрузках на консольный вынос (от стен 2 этажа или стропильной системы) консольные двутавровые балки необходимо усилить фанерой или OSB.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блок-балки
3. Блоки
4. Цементно-песчаная стяжка (армированная)
5. Гидроизоляция
6. Обвязочный брус
7. Анкера
8. Стены 2 этажа
9. Усиление из листов фанеры или OSB
10. Гвозди/шурупы оцинкованные
11. Гвозди/шурупы оцинкованные под углом 30 град горизонтально

Узел 11. Примыкание "встык" к сдвоенной балке. Опора на кронштейны.

Узел часто встречается в решение лестничного пролета и в случаях, где необходимо основные лаги подвешивать на кронштейны к ригелю из сдвоенных балок. В местах опирания двутавровые балки заполняются до полного сечения вставками из фанеры/OSB или доски; зазор между вставкой и верхней полкой двутавра должен составлять 5 мм.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Сдвоенные двутавровые балки (ригель)
3. Блок-вставка (фанера/OSB/доска)
4. Кронштейн опора бруса
5. Уголок конструкционный
6. Гвозди/шурупы оцинкованные
7. Монтажный шуруп 4.0х30

Узел 12. Устройство сдвоенной двутавровой балки (ригеля)

При монтаже сдвоенной двутавровой балки, используемой в качестве ригеля, необходимо заполнить центральное межполочное пространство до полноты сечения. В местах опирания двутавровые балки заполняются до полного сечения вставками из фанеры/OSB или доски; зазор между вставкой и верхней полкой двутавра должен составлять 5 мм.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Сдвоенная двутавровая балка (ригель)
3. Вставка OSB/фанера/доска
4. Открытая опора бруса
5. Вставка OSB/фанера/доска
6. Уголок конструкционный 35х50х50
7. Монтажный шуруп 4.0х30
8. Гвозди/шурупы оцинкованные

Узел 13. Монтаж блок-балок

Каждая блок-балка крепится на 8 уголков.

1. Деревянные двутавровые балки (основные лаги)
2. Блок-балки
3. Уголок конструкционный 35х50х50
4. Монтажный шуруп 4.0х30

Узел 14. Примыкание "встык" сдвоенной балки к сдвоенной балке. Опора на кронштейны.

Узел используется в решении большепролетных перекрытий со сложной конфигурацией. Например, если лестничный пролет или "второй свет" располагаются по центру перекрытия.

1. Сдвоенные двутавровые балки (ригель)
2. Блок-вставка (фанера/OSB/доска)
3. Кронштейн опора бруса
4. Уголок конструкционный
5. Гвозди/шурупы оцинкованные
6. Монтажный шуруп 4.0х30
7. Кронштейн опора бруса для сдвоенной балки

Узел 15. Вариант "пирога" перекрытия

Использование минеральной ваты/базальтового утеплителя в качестве звукоизоляционного/теплоизоляционного материала.

Двутавровая балка или двутавр представляет собой рациональный металлический профиль, изготовленный из низколегированной стали на металлургическом комбинате. В поперечном разрезе похож на букву «Н». Обладает самым большим коэффициентом сопротивления и жесткости.

Применяется при возведении мостов, высотных зданий, строительстве колонных металлоконструкций, промышленности, эстакад, больших пролетов, шахт и других сооружений, выполняющих нагрузку на сжатие. Может использоваться в качестве самостоятельного сечения, либо составного. Чтобы понять методы соединения балок, нужно знать особенности их различных видов. Каждый из них соответствует определенной области применения.

Основные виды металлического двутавра:

• Широкополочные (12-и видов), колонные (пяти видов), нормальные (10-и видов);
• Мостовые – с уклоном полочных граней;
• Обычные – небольшим уклоном до 12% для укрепления строительных конструкций;
• Специальные;
• С уклоном не более 16% применяют при строительстве шахтных стволов.

Способы соединения балок

Двутавровые профили состоят из трех основных элементов – одной стенки и двух поясов. Для каждого вида балок рассчитаны свои ребра жесткости, чем выше балка, тем выше показатели прочности поясов.

В зависимости от конструкции, назначения и места применения двутавров существуют следующие виды их соединения:

Цельносварные. Выполняется при зафиксированном положении балок. Для этого их укладывают на стеллажи-фундаменты или другие жесткие основания. Цельносварной стык имеет две вставки в верхнем поясе, расположенных симметрично по отношении к стенке и одну вставку непосредственно в стенке. Существует определенный порядок выполнения стыковых соединений, выполняемых автоматами:

• нижнего пояса (если нужно здесь также монтируется вставка);
• вставки стенки вертикальными швами;
• вставки верхнего пояса.

После выполнения первых 4-х стыков в обязательном порядке проверяют деформации – угловую и осевую. При необходимости проводят их корректировку. Она нужна для учета соединения сваркой следующих стыков. Для дополнительного усиления строительной конструкции используется балка 16.

При помощи высокопрочных болтов. Для соединений высверливают отверстия, согласно проектным данным. Для болтов класса «А» их продавливают или высверливают меньшего диаметра с последующим увеличением до заданного проектом. Один узел должен быть закреплен одним болтом. Под головки и гайки монтируют шайбы соответствующего размера согласно определенным ГОСТам.

Комбинированные – болтосварные соединения чаще всего используют в пролетном строительстве. Вначале производят соединение при помощи высокопрочных болтов и накладки. Затем сваривают соединения поясов. Далее при помощи накладок и прокладок закрывают технологические окна.

Чтобы оставить доступ для сварки стыка нижней части плиты, которая находится под двутавром в цельносварном шве в нижнем поясе, монтируют вставку. Такие же можно использовать и в других поясах болтосварного соединения. Двутавровые балки различают не только по углу уклона и размеру поясов. В зависимости от назначения их изготавливают из различных металлов – стали, алюминия и других сплавов. Их характеризуют по толщине стенок, массе, длине, способу производства и др. Поэтому и способы соединения балок могут быть самыми разными.

Недостаток сооружений, в конструкции которых использованы двутавровые балки – быстрое старение сварных швов. Чтобы предотвратить этот процесс конструкции подвергают регулярной обработке и грунтовке в несколько слоев.

Методы сварки балок с двутавровым сечением

3D сверление

Производители используют несколько методов сварки изделий, выбор которых зависит от оборудования и вида приспособлений. Для получения поясных длинных швов применяется автоматическая сварка под флюсом. В результате швы получаются отличного качества по всей длине балки. Применение жидкого флюса для сварки позволяет снизить себестоимость продукции, расплавленный металл медленнее остывает и минимизируется разбрызгивание металла из рабочей зоны.

Кроме этого метода, возможно использование дуговой (ручной и полуавтоматической) сварки. В этом способе применяются кондукторы в комплексе с зажимами, хомутами или прихватками. К недостаткам этого типа сварки относится большой расход расплавленного металла из-за его угара и разбрызгивания. Для производства балок с сечением в виде двутавра может выполняться сварка «встык», а для этого применяется следующее оборудование: консольное и портальное, сварочные манипуляторы и самоходные тракторы.

Особенностями консольного и портального оборудования является получение шва высокого качества и хорошая провариваемость изделий. Сварочные манипуляторы характеризуются универсальностью и надежностью, а их использование позволяет выполнять различные сварочные работы. Для производства двутавровых балок в небольшом количестве рационально применять специальные сварочные самоходные тракторы, которые характеризуются простой эксплуатацией. Портальная установка подходит для дуговой автоматизированной сварки на стапелях и под действием флюса. Состоит такая установка из портала (главный элемент с высокой жесткостью), сварочной головки, стапеля, рельсового пути и концевых выключателей.

Соединение двутавров

Самым надежным металлическим профилем для возведения металлоконструкций является двутавр.

Крепление двутавра к двутавру выполняют сваркой встык между собой при создании несущих конструкций межэтажных перекрытий, куполов и арок.

Как сваривать двутавровые балки

Преимуществом метода является обеспечение высокой надежности соединений.

Особенности сваривания

Сначала сваривают стыки и стенки поясов двутавров. В балках стыковые швы являются основными. Чтобы уменьшить остаточное напряжение необходимо варить без закреплений в обрабатываемых листах.

Как правильно сварить двутавры?

Необходимо следить, чтобы между стыкующимися кромками зазор был в допустимых пределах, иначе все усилия будут сведены на нет.

Правильное расположение осей проверяется с помощью длинной линейки. Если имеется смещение, его легко убрать посредством клина. Необходимый зазор выполняется с помощью сборочной планки. Стык сваривают высококачественными электродами или под флюсом, также можно применять полуавтомат.

Как приварить двутавр к двутавру?

• Сварка в горизонтальном положении.Выполнять работы легче, если поясные швы сваривают «в угол» двумя автоматами, а вертикальная стена находится в горизонтальном положении. Ось в продольном направлении искривляется минимально, поскольку прогиб по горизонтали практически удален за счет обратного прогиба после сварки второй пары.
• Сварка в вертикальном положении.Остаточный прогиб виден в месте, где сделана первая пара швов. Когда сварные соединения двутавров выполнены, проводят разметку поперечных ребер жесткости. Приваривают их вручную или полуавтоматом.

Чтобы выполнить узел крепления одного отрезка двутавра к другому двутавру, используют накладки.

Перед установкой накладок с двух сторон от стенки и снаружи полок, нужно обрезать их по форме ромба и обварить косыми швами. Такие работы необходимы, чтобы выступающие полки не препятствовали наложению сварочного шва по стороне накладок. Рекомендуется располагать накладки симметрично продольной оси балки. Такой способ станет отличным решением для выполнения конструкций, испытывающих незначительную нагрузку.

Причиной является свойство накладок концентрировать напряжение у швов, поскольку форма сечения изменяется.

На сегодняшний день сварочное производство занимает своё значительное место в машиностроении, строительстве и прочих трудовых сферах, которые включают в себя огромный объём работ и производство массивных конструкций. Благодаря сварочному производству, стало возможным существенное облегчение деталей.

Соединение двутавров

Посудите сами, ведь раньше для создания огромных балок использовались штыри, болты, заклёпки, которые и скрепляли их между собой. Такой способ хоть и надежен, но дополнительные крепления увеличивают массу готового изделия, что не очень хорошо может сказаться на фундаменте всего здания, и уже не говоря о себестоимости производства. Но производство сварных балок стало настоящим открытием в строительстве – скорость и сравнительно меньшая масса по сравнению с тяжелыми штырями и болтами поспособствовали увеличению темпа строительства, появления высотных зданий и снижение нагрузки на фундамент.

В данной статье будет рассмотрена технология изготовления сварной балки и ее особенности.