Балка в строительстве: виды, сечения, материал и маркировка
Автор: Константин Вавилов · Опубликовано 15.10.2017 · Обновлено 06.05.2018
При строительстве промышленных и жилых сооружений немаловажную роль играет такая конструкция, как балка. Этот элемент является несущим на себе основные нагрузки здания в вертикальном направлении. Поэтому очень важным моментом в процессе возведения постройки является расчет и выбор этой строительной детали. От ее надежности, стойкости будет зависеть срок эксплуатации комплекса.
По способу крепления, строительная балка выступает в качестве горизонтального или наклонного бруса, чаще работающего на изгиб. Дополнительная важная функция горизонтальной балки — распределение рассредоточенной нагрузки при действии вертикально направленного момента силы. Именно эта направленность позволяет изделию значительно снизить давление на вертикальные конструкции (колонны, стойки) и прочно их укрепить.
Какие бывают виды балок?
Строительные балки, как и практически все материалы, используемые на стройках, классифицируются по различным видам, ориентированным на определённые работы.
Деревянные
В спектр балочных древесных изделий применяемых, соответственно, в деревянных постройках, попадают лаги, ригели, прогоны, перекладины, и другие элементы, составляющие каркас брускового или бревенчатого жилого загородного дома. При разделении этажей используют балки перекрытий. Для устройства крыши выстраивают балочный каркас, где применяют стропила. Главная функция деревянных балок, равномерное распределение нагрузки по плоскости верхнего покрытия (крыши). Качественные характеристики материала залог прочности и устойчивости сооружения.
Обязательно нужно помнить, что для поддержания прочности, деревянные изделия, в том числе и деревянная балка, должны быть обработаны специальными составами для защиты от горения и плесени.
Железобетонные
В строительстве, монтаж железобетона, например, на промышленных предприятиях, учитывает включение соответствующих изделий в устройство подкрановых балок, бетонных ригелей, устанавливаемых на колонны, под плиты перекрытия.
Железобетонные балки являются строительным элементом линейного типа. Выполненные из качественного бетона с расположенной внутри стальной арматурой для усиления, предназначены перераспределять нагрузку и повысить устойчивость основного конструктива.
Металлические
Металлоконструкции в строительстве включают горизонтальные и наклонные стальные балки, как важную часть жёсткого каркаса. Чаще это двутавровые балки с параллельными гранями. Основные их типы — широкие и колонные. Последние не предназначены для выдерживания повышенной нагрузки, поэтому при монтаже опорных частей, воспринимающих влияние основных действующих сил, используют широкополые балки. Применяются при устройстве подвесных путей, шахтных стволов и так далее.
Опоры
Сама балка ложится на опоры. В зависимости от конструктивных особенностей детали бывают:
В зависимости от количества опорных связей данные элементы можно классифицировать на виды:
Поперечное сечение как форма классифицирования
Стальные балки можно классифицировать по торцевому сечению. Подобная классификация в строительстве позволяет распределить соответствующие элементы в сортаменте металла и, таким образом, провести подбор изделий. Например:
Выбор одного из этих видов зависит от назначения сооружения, сейсмоустойчивости региона, стоимости строительства.
Так, полые опоры обычно находят свое применение в легких постройках гаража, небольшого магазина, маленького навеса.
Цельные брусы вполне подойдут для перекрытий на чердаке простого деревянного домика. Различные «тавровые варианты» предназначены для более серьезных нагрузок в многоэтажных домах, производственных постройках. Двутавровые формы на крупных стройках самые популярные, так как они отлично справляются с нагрузкой на изгиб в кровельных конструкциях. Для придания им наибольшей прочности производят такие балки с толстой стенкой, с внутренними гранями под уклоном или параллельно.
А вот трапецеидальные горизонтальные опоры являются самыми крепкими и дорогостоящими.
Из какого материала и как изготавливаются балки?
Для строительных работ используются перекрытия, которые различаются по материалу и виду изготовления:
Нюансы при расчете балки на прочность
Расчёт прочности балки на изгиб означает определение данных по массе пригодной для балочной конструкции. При этом не допускается проявление каких-либо разрушающих деформаций, таких, как трещины.
Главные факторы, которые учитываются при расчёте на изгиб уже в более подробной форме рассмотрены выше. Выделяя основные моменты, получают следующие характеризующие данные:
Важные рекомендации, которые стоит учитывать, выбирая балки
Повторно можно заявить, что балка в строительстве, это один из главных элементов сооружения. Основной фактор при отборе балок для несущих элементов – значение максимальной нагрузки при влиянии вертикально направленных поперечных сил.
В районах, где присутствуют нестабильные климатические условия и высокая степень движения грунта, представляющая сейсмологическую опасность, расчет работы поперечных горизонтальных сил обязателен.
Для облегчения подбора данных, чтобы впоследствии сделать заявку, балки распределены по буквенным маркировкам: Б, Ш, К. Соответственно:
Следовать рекомендациям необходимо для гарантии конструкциям долговечности и надёжности при возведении зданий.
Виды балок
При возведении любых строений не обойтись без фундамента, стен, потолка, крыши.
Все эти элементы важны, но они не смогут быть надежными без балок перекрытия. Именно поэтому данному элементу в строительстве уделяется большое внимание.
В статье расскажем о всех разновидностях балок перекрытия, каким требованиям они должны соответствовать, как правильно выбрать балочные элементы и сколько составляют средние цена на рынке РФ.
Что означает понятие?
Балка – это конструкция, которой отведена роль скрепления всего строения. Данные межэтажные перекрытия распределяют вес верхних этажей и крыши. Строение не будет крепким и устойчивым без этого элемента, помогающего распределить нагрузку.
Разновидности балочных перекрытий
Для разных зданий и его частей используются разные виды балок. Чаще всего применяются элементы из дерева, металла, бетона и железобетона.
По материалу
Рассмотрим детальнее, какими могут быть балки перекрытий по материалам.
Деревянные
Такие балки применяются, в основном, в частном строительстве при возведении дома из бруса, бревен или каркасных домов. Древесина – материал экологически чистый, стоит недорого, имеет малый вес, поэтому, такие детали проще самостоятельно устанавливать.
Но для использования деревянных элементов имеются определенные ограничения – это длина пролета. Для межэтажных максимальная длина пролета равняется 5 м, а для чердачных не больше 6 м.
Больше информации о деревянных балках здесь.
Металлические
Эти балочные перекрытия тоньше, надежнее, срок их службы больше деревянных, но, несмотря на это используют их реже. Все потому что они тяжелее, имеют более низкие показатели тепло и звукоизоляции. При помощи металлических элементов можно делать пролеты длиннее 6 м, металл не горит, не гниет и не плесневеет, более прочный.
Но железные детали имеют высокую цену и большой вес, который требует применения техники. Металл редко применяют в частном строительстве, но он популярен при возведении многоквартирных зданий.
Более подробная информация о металлических балках в этой статье.
Бетонные и железобетонные
ЖБ элементы перекрытия экономически выгодны при возведении многоэтажных зданий и других крупногабаритных сооружений. Такие балки позволяют делать пролеты выше 7 м и являются высокопрочными. Единственный минус подобных конструкций – это использование тяжелой техники в виде подъемного крана.
В этой статье нашего сайта рассказывается детально о жб и бетонных балках.
По типу конструкций
Выделяют 4 конструкционных типа.
Фермы
Все чаще в строительстве применяют деревянные фермы, которые делают по технологии MiTek, разработанной канадскими специалистами. Это легкие, быстро собираемые и надежные конструкции. Выглядят они как две параллельные балки, скрепленные между собой раскосами при помощи железных зубчатых пластин. 
Фермы – это балочные элементы, изготавливаемые в промышленных условиях. Для их производства используется древесина хвойных пород деревьев класса С-22 и С24. В этих элементах не нужно делать отверстия, у них решетчатая структура, что позволяет пропускать сквозь фермы трубы.
При помощи деревянных ферм можно перекрыть пролеты до 8 м длиной и выше. Они не скручиваются и не усыхают.
Подробно о фермах перекрытия можно узнать из этой статьи.
Ригели
Это несущая конструкция, устанавливаемая горизонтально и являющаяся основой под каркас, который собирают из балок. Ригели бывают:
Область применения у ригеля шире, чем у обычной балки, его иногда устанавливают на фундамент. При помощи данного элемента можно скрепить части конструкции, не опираясь на основание, соединяя их между собой. Буквальный перевод ригеля – выпрямитель, т.е. деталь, которая способствует выпрямлению и укреплению конструкции.
Двутавровые
Это профиль (металлический или деревянный), сечение которого напоминает букву Н, что делает его более прочным и жестким, чем балки квадратного сечения.
Двутавровые элементы часто используют при:
Область их применения зависит от его длины, высоты, ширины, радиуса закругления поток и радиуса внутреннего закругления.
О двутавровых балках полная информация здесь.
Сдвоенные
Для усиления несущей способности конструкции применяют сдвоенные балки. Например, два деревянных бруса шириной 50 мм, скрепленные вместе, выдерживают большую нагрузку, чем один брус толщиной в 100 мм. Сдвоенные элементы «не играют» и становятся более прочными и жесткими, поэтому их часто используют для больших пролетов. 
По роли в конструкции
Балки делятся по типу конструкции:
Требования по ГОСТу
Для того чтобы удовлетворить всем современным требованиям строителей к каждому типу балочных элементов предъявляются определенные требования.
При выборе железобетонных балок перекрытий важны следующие параметры:
Размеры и форма балочных перекрытий должны соответствовать ГОСТ 24893.1-81. Марки железобетонных балок состоит из букв и цифр.
Три первые буквы и цифры обозначают сечение и ширину балки, например:
Арабскими цифрами (1, 2, 3) обозначается несущая способность. Буквами – вид бетона (П – пористый заполнитель, Т – тяжелый бетон).
К дополнительным характеристикам относится следующее:
Двутавровые производят двумя способами:
Двутавровая конструкция специального назначения, имеющая маркировки К, С и М предназначена для укрепления подвесных путей и армирования стволов шахт.
Стальной тип изготавливается из сортового проката, используя такие ГОСТы:
Самыми востребованными двутавровыми элементами являются:
Требования к деревянным балкам перекрытий регламентируются ГОСТ4981-87.
Материал для изготовления деревянных элементов должен соответствовать следующим требованиям и быть:
Маркировка деревянных балочных элементов зависит от вида используемой древесины – цельной или клееной, а также от количества черепных брусков:
Например:
Как сделать своими руками?
Деревянные двутавровые балочные перекрытия можно изготовить самостоятельно. Это позволяет сэкономить, а также сразу сделать балки нужного размера, чтобы не подгонять материл при установке.
В первую очередь нужно правильно выбрать материал, так как от древесины зависит качество элементов.
Для стойки подойдет плита OSB или многослойная фанера. OSB – более прочный и долговечный материал. Для скрепления бруса и стойки балок перекрытия жилого дома клей следует выбирать с нетоксичным составом.
Процесс сборки двутаврового вида
Для более качественной стыковки элементов балки, на бруски накладывают швеллера и стягивают при помощи веревок или ремней до затвердения клея. После этого детали можно использовать для сооружения перекрытий.
Почему важно правильно выбрать тип?
От правильного выбора балочных перекрытий зависит прочность строения, так как эти несущие конструкции призваны распределять нагрузку верхних этажей, чердачных помещений, крыши. Это своеобразный каркас здания.
Поэтому важно правильно выбрать вид элемента, его сечение, рассчитать нагрузку на конструкцию, учитывая расстояние между балок, их размер, количество и расположение.
Выбирая балочные элементы, следует опираться на проектно-сметную документацию, в которой должны быть указаны:
Цены на разные виды по РФ
Таблица расценок на балки двутавровые металлические с Н-образным сечением длиной 12 м:
| Наименование изделия | Цена за 1 м/п (руб) |
| №10 | 890 |
| № 10Б | 650 |
| № 12Б1 | 610 |
| № 12 | 900 |
| № 14Б1 | 750 |
| № 14 | 1050 |
| № 16 | 1290 |
| № 16Б1 | 930 |
| № 18Б1 | 1100 |
| № 20 | 1550 |
| № 20Б1 | 1850 |
| № 25Б1 | 2150 |
| № 30Б1 | 2750 |
| № 40 | 3200 |
Расценки на железобетонные:
| Наименование изделия | Размер (мм) | Масса (т) | Стоимость (руб.) |
| Б-2 | 1480х300х200 | 0, 22 | 1060 |
| Б-3 | 1840х300х250 | 0,25 | 1510 |
| Б-4 | 2160х300х300 | 0,49 | 1990 |
| Б-5 | 2650х300х300 | 0,6 | 2720 |
| Б-6 | 2780х600х300 | 1,2 | 6010 |
| Б-8 | 4250х600х450 | 2,88 | 11600 |
Деревянные двутавровые элементы с полками из сухого строганного бруса (до 6 м длиной) размером 65х45 (в зависимости от высоты изделия) стоят от 320 до 420 руб. за погонный метр.
Деревянные двутавровые элементы с полками из LVL бруса (до 13,5 м длиной) размером 64х39 и 89х395 (в зависимости от высоты изделия) стоят от 510 до 800 руб. за погонный метр.
Заключение
Правильный выбор деталей конструкции важен и должен основываться на проектных расчетах. Выбор элемента покрытия зависит от длины балок, от материала, из которого будет строиться здание, а также от расстояния между частями перекрытия.
Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и особенности выбора
Отправим материал на почту
Балка – это, в строительстве, не только опора настилов для полов и межэтажных перекрытий, но и элемент, выполняющий функции скрепления всей конструкции строения, придания ей необходимой жёсткости. В перечне применяемых в строительстве материалов и изделий можно найти много возможных вариантов для изготовления балок перекрытий. Но к основным и наиболее часто применяемым видам несущих балок относят металлические, железобетонные и деревянные.
Деревянные балки перекрытия
Балки перекрытия из дерева должны соответствовать таким требованиям, как прочность, жесткость, пожарная безопасность. Расчет балки производится в зависимости от выбранного материала.
Преимущества балок из древесины:
Недостатки балок из древесины:
Виды деревянных балок перекрытий
Деревянные балки перекрытия классифицируют по типу сечения, материалу и размерам.
Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас для опирания на стену — обычно добавляют 200—250 мм с каждой стороны.
По сечению деревянные балки делят на следующие типы:
Квадратное сечение балки считается самым невыгодным, поскольку оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.
Наиболее оптимальным вариантом при выборе деревянных перекрытий являются балки с прямоугольным сечением, при этом их короткую сторону располагают горизонтально, а длинную – вертикально, поскольку на прочность лучше влияет увеличение высоты, чем ширины.
Двутавровое сечение балки перекрытия представляет собой уширенные элементы в нижней и верхней частях, а в середине уменьшенное до максимально возможных размеров. Этот вариант сечения существенно сокращает расход древесины и позволяет рационально ее использовать.
Двутавровые деревянные балки купить будет не так просто, поскольку они отличаются сложной технологией изготовления. По этой же причине их в строительстве можно встретить редко.
Деревянные балки круглого или овального сечения используются, как правило, для устройства чердачных перекрытий. В зависимости от диаметра, круглые балки имеют высокую устойчивость на изгиб. Кроме того, обязательно надо учитывать, что балки перекрытия деревянные, размеры имеют достаточно ограниченные. Их максимальная длина составляет 7,5 п. м.
По материалу деревянные балки перекрытия классифицируют на следующие виды:
Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции
Обычная доска или цельный брус могут быть длиной не более чем на 4–6 м, а это почти в два раза меньше расстояния, с которым справляется клееный брус.
Строители часто изготавливают балки из скреплённых между собой досок сразу на объекте. По качеству и прочности они могут намного превосходить цельную балочную конструкцию. Кроме того, можно варьировать толщину балок количеством стягиваемых между собой досок.
Соединения выполняются при помощи болтов с гайками и резиновыми или пластиковыми шайбами. Они предотвратят попадание на металлический крепёж влаги и последующей коррозии и не дадут гайке врезаться в древесину при затягивании.
Клееный брус
Если нужно повысить длину или прочность цельных балок, то их скрепляют между собой и обычно это делается вручную при монтаже перекрытий. Клееный брус изначально состоит из нескольких еще на предприятии склеенных между собой брусков. Толщина клееного бруса задаётся количеством слоёв склеиваемого под прессом материала. Таким способом древесине придаются дополнительные прочностные качества, балка из клеенного бруса может быть длиной до 12 метров.
Древесина для изготовления балок перекрытия
Для несущих балок перекрытий небольших домов и строений используется в подавляющем большинстве случаев древесина хвойных деревьев.
Но категорически отвергать использование местных пород древесины не стоит. Издавна в степных районах, где хвойных деревьев нет, применяются дуб, акация, клён. Главным требованием к ним является влажность с оптимальными показателями 12–14 %.
В чердачных перекрытиях, где всегда по определению должно быть сухо и обеспечена циркуляция воздуха, балки из древесины местных пород с годами становятся лишь прочнее, по рабочим характеристикам не уступая металлическим балкам.
О качестве и прочности деревянных балок перекрытия
Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.
Сравнение со старыми способами выглядело бы неуместно в описании балок перекрытий, если бы не одно обстоятельство.
Покупая на рынке брус или балку определённого размера, с предварительно рассчитанными характеристиками, частный застройщик без большого опыта зачастую приобретает не тот материал, который гарантирует надёжность.
Множество на первый взгляд незначительных нюансов могут свести на нет все расчёты:
Основные исходные положения для расчёта размеров
Перед началом монтажа деревянных балок следует их обрезать до необходимых размеров либо провести сращивание.
Торцы балок заглубляются в стены как минимум на 15 см, с заделкой или без неё.
Толщина несущих стен здания обычно не менее одного кирпича, или 25 см, при использовании стеновых блоков – 20 см. Это означает, что опирающиеся на стены торцы балок будут защищены от внешнего атмосферного воздействия.
Для клееной балки можно уменьшить запуск в стены до 10 см. В крайнем случае, балки могут заходить на глубину 7 см, но материал используемого бруса должен быть самого хорошего качества.
Видео описание
Подробнее о том, как произвести расчет деревянных балок перекрытий, смотрите на видео:
Прогоны, пролёты, шаг, анкеровка: 10 основных понятий и условий монтажа
Как рассчитать
Чтобы произвести расчет балок перекрытия из дерева, калькулятор онлайн требуется не всегда. Достаточно знать несколько формул и следующие данные:
Расчет балок перекрытия позволит не сомневаться в жесткости и прочности конструкции, определит максимальную длину, допустимую при том или ином сечении.
Видео описание
Почему лопнула балка перекрытия, смотрите на видео:
Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.
Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.
Расчет деревянной балки производят по таким формулам:
q — это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.
l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.
Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h2/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).
Это важно! Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.
Балки металлические: традиционная надёжность
Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:
Есть у металлических балок и положительные моменты:
Расчет металлической балки в любом случае лучше доверить профессионалам.
Заключение
Выбор вида перекрытия, материала для балок, тщательная подготовка проекта, расчёт нагрузок, в том числе и с применением онлайн калькулятора – это всё приятные заботы, которые можно смело переложить на плечи профессионалов. И тогда об этих заботах будет приятно вспомнить через года, наслаждаясь уютом и комфортом в хорошем добротном доме.
