Секреты создания прочных клееных балок для перекрытий

Секреты создания прочных клееных балок для перекрытий

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.

Цельный брус Источник fabrika35.ru

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.

Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься - оправдывает ли цель средства. Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.

Клееный брус Источник en.inwood.com.ua

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.

Брус из хвойных пород древесины Источник stroyassortiment.ru

Кровельные материалы для крыши: 5 главных факторов выбора, виды и цены покрытий

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.

Связанные вопросы и ответы:

Какие типы древесины наиболее подходят для изготовления клееных балок

Клеёные балки являются одним из наиболее популярных типов конструкций для перекрытий. Они состоят из нескольких слоев древесины, склеенных между собой с использованием специального клея. Клееные балки обладают рядом конструктивных особенностей, которые делают их привлекательными для использования в строительстве.

Преимущества клеёных балок:

• Прочность: Клеёные балки являются очень прочными и надежными. Их конструкция позволяет выдерживать большие нагрузки и обеспечивает долговечность перекрытий.
• Отсутствие деформаций: Благодаря склеиванию нескольких слоев древесины, клееные балки не подвержены деформациям при изменении температуры и влажности. Это позволяет им сохранять свою форму и не образовывать трещины.
• Экологичность: Клееные балки изготавливаются из натурального материала — древесины, что делает их экологически безопасными. Они не содержат вредных веществ и не выбрасывают вредные испарения.
• Возможность создания сложных геометрических форм: Благодаря клейкому соединению древесины, клееные балки могут быть изготовлены в различных формах и размерах, что позволяет строителям создавать оригинальные и уникальные архитектурные решения.

Применение клеёных балок:

Клееные балки применяются в различных типах зданий и сооружений. Они широко используются в строительстве жилых домов, коммерческих зданий, спортивных сооружений и промышленных объектов. Клееные балки могут быть использованы для создания перекрытий различных форм и размеров, что делает их универсальным материалом для строительства.

Какие инструменты и материалы необходимы для создания клееных балок

За последнее десятилетие в мировой индустрии деревянных клееных конструкций (ДКК) произошли серьезные изменения: по сравнению с началом 2000-х годов перечень продукции намного шире, число предприятий увеличилось, оборудование стало более сложным и автоматизированным, а производственная мощность линий 100-120 тыс. м³продукции в год перестала быть чем-то недостижимым.

Вопрос, что считать продукцией индустрии ДКК, не так прост, как может показаться. Так, двутавровые балки, получаемые путем склеивания плиты OSB, фанеры и полок из отсортированных по прочности пиломатериалов, могут считаться элементами ДКК, но и по объемам производства, и по особенностям технологии их выпуск уместно отнести к отдельной индустрии. К клееным элементам также принято не относить панели, которые получают сплачиванием деревянных заготовок на деревянных дюбелях, шпонках и металлических штифтах и стяжках, хотя слои таких панелей могут быть изготовлены склеиванием пиломатериалов по длине. Такие технологии во множестве присутствуют на предприятиях стран Центральной Европы (Германии, Австрии, Швейцарии).

Такие разные ДКК

Ассортимент клееной конструкционной древесины ограничен следующими четырьмя группами:

• продукция для малоэтажного домостроения: клееные балки и брусья, конструкционные пиломатериалы KVH, вертикально-слойные элементы;
• элементы большепролетных конструкций: балки (прямые, переменного сечения, криволинейные), элементы рам, арок и ферм;
• панели CLT;
• панели Lignotrend, Lignatur, Kielsteg.

Рис. 3. Пример комбинированного
сечения клееной балки

Это разделение отнюдь не условное, и тенденция специализации предприятий на выпуске продукции определенной группы, наблюдавшаяся в начале нулевых годов, к настоящему моменту усилилась. Так, элементы для малоэтажного домостроения и панели CLT являются продукцией массового спроса, которая производится на предприятиях большой мощности, зачастую входящих в состав вертикально-интегрированных лесопромышленных компаний (Stora Enso, Mayr-Melnhof Holz, Pfeifer Group, Hasslacher Norica Timber, Versowood). Тогда как элементы большепролетных конструкций обычно изготавливаются поштучно на предприятиях довольно небольшой мощности, и зачастую по индивидуальному проекту. Подобные элементы принято называть Ingenieurholz - «инженерная древесина», что отражает превалирование инженерной составляющей над производственной - производство является приложением к конструкторскому бюро, а прибыль предприятия зависит не от количества изготовленных элементов, а от эффективности инженерных решений, что зачастую предполагает минимизацию расхода материала. Подобные производства могут входить в одну группу компаний с предприятиями первого типа (характерные примеры: Hasslacher Norica Timber, Versowood, Rubner Group) и даже находиться с ними на одной площадке, но сочетание производства продукции разных групп на одной линии сегодня становится редким явлением.

Какова технология склеивания ламелей для прочных балок

Одной из наиболее распространённых ошибок является использование ламелей, не соответствующих требованиям по длине, ширине, толщине и уровню допустимой нагрузки. В попытке сэкономить или заменить деталь без учёта технических характеристик, пользователи часто приобретают ламели «на глаз» или ориентируются только на визуальное совпадение.

В конструкции основания дивана каждая ламель должна воспринимать часть веса человека и матраса. Если ламель короче требуемой длины, она не фиксируется должным образом в держателях и может смещаться во время использования. Слишком длинная ламель будет излишне изгибаться, создавая неравномерное давление и со временем деформируясь. Аналогичная ситуация наблюдается и при несоответствии ширины или толщины: слишком тонкая ламель быстрее ломается, а слишком толстая — не входит в держатель или создает избыточную жёсткость.

Отдельно стоит отметить важность учёта предельной нагрузки. Например, ламели, предназначенные для односпального дивана, не всегда подходят для двуспальной конструкции, особенно если диван используется регулярно взрослыми с суммарным весом выше среднего. Установка неподходящих по жесткости ламелей может привести к прогибу основания и снижению комфорта, а в долгосрочной перспективе — к разрушению обивки или повреждению каркаса.

Чтобы избежать подобных ошибок, необходимо точно измерить старые ламели или получить характеристики каркаса от производителя. Важно купить ламели с запасом прочности, соответствующей конструкции дивана. При необходимости — проконсультироваться со специалистом или обратиться к поставщику комплектующих, который может предложить подходящие изделия из ассортимента.

Какие требования предъявляются к качеству и размерам ламелей

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.

Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься - оправдывает ли цель средства. Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.

Клееный брус Источник en.inwood.com.ua

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.

Брус из хвойных пород древесины Источник stroyassortiment.ru

Кровельные материалы для крыши: 5 главных факторов выбора, виды и цены покрытий

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.

Как обеспечить качественный контроль при изготовлении клееных балок

Довести древесину до необходимой «кондиции» можно несколькими способами. Выбор метода зависит от нужд конкретного производителя или гражданина, если тот сушит лесоматериалы для личных целей, например, для изготовления изделий из древесины. В более промышленных масштабах применяется метод камерной сушки пиломатериалов: штабеля древесины закладываются внутрь специальных сушильных агрегатов.

Однако и в этом случае не всё может пойти гладко (недаром этап сушки считается одним из наиболее важных при деревообработке). Да, сушильные камеры позволяют за относительно небольшой срок обслужить большой объём пиломатериала, однако эффективность сушки во многом зависит от того, не допустил ли оператор ошибок при организации самого процесса. Так, неправильно уложенный штабель может стать причиной образования на материале многочисленных дефектов, в частности, коробления и растрескивания. Нарушение технологии ведёт как к продольным, так и поперечным деформациям пиломатериалов.

«Сушить дерево необходимо, соблюдая определённые правила. В противном случае материал будет безнадёжно испорчен и не сможет использоваться в строительстве. Для этого древесина должна быть уложена в штабеля. А между каждым новым слоем следует располагать прокладки из досок одинаковой толщины. Лес любой породы, уложенный в аккуратные штабеля, никогда не пострадает от грибковых инфекций, сохранит свою целостность и превосходные потребительские качества», — считает один из участников интернет-форума, посвящённого вопросам деревянного строительства.

Какие нагрузки могут выдерживать клееные балки для перекрытий

Для обработки лаг под полом от гниения и влаги можно использовать различные средства защиты древесины, такие как химические антисептики. Антисептики — это специальные вещества, которые проникают в структуру древесины и предотвращают развитие гниения, плесени, грибка и других микроорганизмов, которые могут повредить древесину.

Вот некоторые из достоинств антисептиков:

1. Защита от гниения: Антисептики для дерева создают защитное покрытие на поверхности древесины, которое препятствует воздействию влаги, гниения и гнили.

2. Предотвращение развития микроорганизмов: Антисептики уничтожают и затрудняют развитие микроорганизмов, таких как грибки и плесень, которые могут повредить древесину.

3. Увеличение срока службы древесины: Регулярное применение антисептиков помогает увеличить срок службы древесины, защитить ее от расслоения, гниения и других повреждений.

4. Улучшение внешнего вида: Некоторые антисептики могут также улучшить внешний вид древесины, придавая ей глянцевый, матовый или натуральный оттенок.

Технологии применения антисептиков могут варьироваться в зависимости от конкретного продукта и рекомендации производителя. Однако, общие шаги для обработки лаг под полом включают:

1. Подготовка поверхности: Убедитесь, что поверхность древесины чистая и сухая. Удалите все пыль, грязь и другие загрязнения.

2. Нанесение антисептика: Следуйте инструкциям производителя по нанесению антисептика на поверхность древесины. Это может быть кистью, валиком, распылителем или погружением в ванну с антисептиком.

3. Впитывание: Дайте антисептику достаточное время для впитывания в древесину. Следуйте указаниям производителя относительно времени высыхания.

4. Дополнительные слои: В зависимости от требований, возможно потребуется нанести несколько слоев антисептика, чтобы обеспечить полную защиту древесины.

Важно помнить, что выбор конкретного антисептика и технологии его применения может зависеть от типа древесины, уровня повреждений и условий эксплуатации. Рекомендуется ознакомиться с инструкциями производителя и проконсультироваться со специалистом, чтобы получить наилучшие результаты.

5. Типы химических антисептиков: Существует несколько различных типов химических антисептиков, которые могут быть использованы для обработки древесины. Некоторые из них включают креозот, медь, бораты и азольные соединения. Каждый тип имеет свои особенности и применение, поэтому важно выбрать подходящий антисептик в соответствии с требованиями и условиями обработки.

6. Креозот: Один из наиболее распространенных антисептиков для древесины, креозот создает защитное покрытие, которое отталкивает влагу и защищает древесину от гниения и насекомых. Креозот может быть применен к древесине наружных и внутренних конструкций, таких как лаги под полом.

7. Медь: Медь является эффективным антисептиком, который предотвращает развитие грибков и плесени на поверхности древесины. Он может использоваться для обработки древесины внутренних и наружных конструкций.

8. Бораты: Бораты — это антисептики, содержащие бор, которые эффективно защищают древесину от развития гниения и насекомых. Они могут быть применены как покрытие на поверхность древесины, или использоваться в виде пропитки для более глубокой защиты.

9. Азольные соединения: Это группа антисептиков, которые содержат сочетание меди, хрома и арсеника. Они обеспечивают обширную защиту от гниения, плесени и вредителей.

10. Правила безопасности: При работе с химическими антисептиками необходимо соблюдать правила безопасности. Это включает использование защитных средств, таких как перчатки и защитные очки, работу в хорошо проветриваемом помещении и следование инструкциям производителя по использованию и утилизации антисептика.

При выборе и применении химических антисептиков для обработки лаг под полом от гниения и влаги, рекомендуется обратиться к профессионалам, таким как специалисты по древесной защите или строительные консультанты, чтобы получить рекомендации и наилучшие результаты.

Как правильно высушить древесину для предотвращения деформаций

Клееные балки и их виды

В настоящее время, клееные балки изготовляются склеиванием отдельных элементов, вырезанных из дерева. Такие элементы называют ламелями. Материал, изготовляемый из них путём склеивания под прессом, относят к категории клееных деревянных конструкций.

Их коэффициент прочности значительно превышает коэффициент прочности обычной древесины. Это притом, что клееные деревянные конструкции по виду практически неотличимы от обычного дерева.

Клееные балки и их виды

В нашей стране подобные конструкции стали использоваться с конца 30-х годов. За последние пять лет во всем мире объем потребления данного материала вырос в два раза – в частности, благодаря доступной цене таких конструкций, их прочности и долговечности.

При изготовлении клееных стропил часто используют какое-либо дерево хвойной породы, поскольку для производства данного материала такое дерево подходит максимально.

Существует несколько видов клееных балок:

1.  Дощатоклееные балки, изготовленные из досок, надежно склеенных одна с другой;
2.  Клеефанерные балки, сделанные из дощатых поясов с прикреплёнными к ним стенками, сделанными из водостойкой фанеры.

Дощатоклееные балки используются в качестве сооружения опор для перекрытия промышленных объектов, различных общественных, а также сельских зданий. Они могут быть по своей форме односкатными, двускатными, ломаными или гнутыми.

С помощью клееной балки можно создать конструкцию любого размера и формы, причём необходимости в дополнительных отделочных работах нет, поскольку поверхность таких балок весьма устойчива. Её часто также используют для перекрытия больших пролётов. Конструкция из балки в среднем в 4-5 раз легче по весу, чем железобетонная, а трудоёмкость монтажа в данном случае будет в два раза ниже.

Некоторые преимущества таких изделий: влагостойкость, отсутствие всякого рода дефектов (они удаляются ещё в момент производства балки), поверхность их не нуждается в какой-либо обработке. Клееные конструкции более устойчивы к воздействию огня, гниению и окислению, чем материалы из обычной древесины.

Кроме всего прочего, они экологически чистые, так как не содержат каких-либо веществ, способных причинить вред человеческому здоровью. Несомненным плюсом данного материала является уменьшение нагрузки на фундамент и опоры при использовании балок как стройматериала.

Преимущество клееных балок

Клееные балки — это не просто качественный материал, но и идеальный выбор для того, кто хочет сэкономить. У клееных балок есть множество преимуществ перед другими видами подобных конструкций. Изготовлять их можно с большим поперечным сечением. Балки не имеют стыка, который бы мог ослабить их сечение, поскольку их изготовляют из ламелей, собранных при помощи зубчатого мини шипа.

В сооружениях, подверженных воздействию агрессивных сред, они являются просто незаменимыми, поскольку не подвержены окислению. Клееные балки состоят из частей, которые очень прочно соединены между собой. Внутренние напряжения у этого материала минимальные, а качество лицевой поверхности очень высоко.

Точные геометрические размеры таких балок могут сохраняться на протяжении многих десятилетий. Деревянные клееные конструкции вполне можно применять на самых ответственных участках благодаря вышеуказанным их особенностям.

Как защитить клееные балки от вредителей и гниения

Пресс всегда работает в паре с устройством клеенанесения. На некоторых производствах клей наносят вручную, но подобные технологии всегда будут проигрывать автоматическим линиям, поскольку в игру вступают такие факторы, как скорость, усталость сотрудника, необходимость обслуживать ручной инструмент — одним словом, человеческий фактор.

Наиболее популярны и практичны прессы с откидной аппарелью, где набор доски происходит в горизонтальной плоскости. Затем всю массу древесины наклоняют и устанавливают вертикально. Боковые фронтальные прижимы выравнивают доски относительно базовой поверхности. После этого начинают работу вертикально расположенные гидроцилиндры.

По такой технологии можно склеивать берёзу, осину, дуб. Она подходит для производства как строительных, так и отделочных материалов из древесины. Применяют и прессы меньших размеров, которые позволяют склеивать небольшие рейки, бруски и не очень толстые доски. В частности, по этой технологии производят клеёный щит, широко применяемый при изготовлении лестниц.

Склейка малых элементов позволяет сделать производство безотходным, переклеивая мелкие детали в необходимые заготовки и получая изделия для отделки, такие как плинтусы и наличники. Выбор породы диктует свои требования: например, для склеивания берёзы потребуется большее усилие сдавливания на вайме — до 20 кг/см2, а также более продолжительное время выдержки.

Скорость склеивания также во многом зависит от температурно-влажностного режима в производственном помещении. Минимальное время нахождения изделия в прессе позволяет ускорить технологический процесс и повысить производительность. Понижение температуры в цехе неизбежно требует увеличения времени выдержки под давлением пресса.

Существуют и технологические инновации, позволяющие сократить время нахождения изделия в прессе до 25 минут. Например, у концерна Akzo Nobel есть системы клеёв ЭПИ и ПУР, которые прессуются за 22 минуты при температуре 20 °С. Это базовые значения, актуальные для ели и не смолистой сосны. При использовании других пород древесины нужно делать поправки на их особенности.

Среднее время прессования при изготовления клеёных балок и заготовок для клеёного бруса составляет около 40 мин. В течении этого времени прессования достигается достаточная прочность клеевого соединения для последующего обращения с конструкцией. Полная прочность достигается после определённого времени, зависящего от времени прессования и температуры прессования.

В различных клеевых системах свои параметры сокращения времени прессования: в ПУР клее — влажность, в ММФ клеях — большее содержание отвердителя, и т. д. Современные производители предлагают большой ассортимент клеевых систем, среди которых можно подобрать продукцию в соответствие с потребностями производителя.