Инженерная деревянная балка, более известная как Двутавровая балка, представляет собой продукт, предназначенный для устранения проблем, возникающих при использовании обычных деревянных балок. Изобретенная в 1969 году двутавровая балка представляет собой изделие из древесины, обладающее большой прочностью по сравнению с ее размером и весом. Самым большим заметным отличием от размерной древесины является то, что двутавровая балка выдерживает большие нагрузки и требует меньше пиломатериалов, чем размерная балка из массива дерева. По состоянию на 2005 год примерно в 50% всех деревянных полов с легким каркасом использовались двутавровые балки. [нужны разъяснения] двутавровые балки были разработаны, чтобы помочь устранить типичные проблемы, возникающие при использовании твердых пиломатериалов в качестве балок.
Преимущество двутавровых балок в том, что они менее склонны к прогибу, выпиранию, скручиванию, короблению, растрескиванию или расколу, как это происходит с куском размерной древесины. Прочность двутавровых балок по размерам и их незначительная или нулевая усадка помогают устранить скрип полов.
Недостатком двутавровых балок является очень быстрое разрушение конструкции при непосредственном воздействии огня (как и в случае с фермами), что сокращает время, имеющееся у жильцов для эвакуации, и увеличивает опасность для пожарных.
Проектирование и производство
Двутавровая балка состоит из двух основных частей: стенки и полки. Перемычка зажата между верхним и нижним фланцами, образуя форму «I«. Фланец может быть изготовлен из клееного шпона или массива древесины, сращенного на палец для обеспечения максимальной прочности. На одной стороне имеется канавка для приема полотна. Полотно обычно изготавливается из фанеры, клееного бруса или ориентированно-стружечной плиты. После определения размеров перемычек и фланцев их собирают с помощью водостойкого клея, вдавливая перемычку в верхний и нижний фланец. После сборки двутавровую балку обрезают по краям и подвергают термоотверждению или оставляют при комнатной температуре для достижения примерно равновесного содержания влаги. Размеры варьируются в зависимости от предполагаемой нагрузки и пролета двутавровой балки. Глубина может варьироваться от
9+1/4 до 24 дюймов (230–610 мм) и достигать до 80 футов (24 м) в длину, хотя от 40 до 42 футов (12–13 м) встречается чаще. Двутавровые балки предназначены для использования в балках пола и крыши, стеновых стойках и стропилах крыши как в жилом, так и в коммерческом строительстве.
Монтаж
Двутавровые балки требуют правильной установки. Наиболее распространенной ошибкой является неправильное размещение или неправильный размер отверстий в стенке, что может подорвать прочность балки, что может привести к разрушению конструкции.
Распространенные ошибки при установке двутавровых балок включают резку или долбление фланца, неправильный размер подвесок балки, неправильное забивание гвоздей и неправильный размер гвоздей. Глубина обода балки должна соответствовать размеру двутавровой балки. Несоответствия могут вызвать деформацию балки.
Аналогичная ситуация возникает, когда двутавровая балка пересекает главную балку. Установка сквош-блоков (материалы 2×4 1⁄16 дюйма или 1,6 мм выше двутавровой балки) рядом с двутавровыми балками переносит нагрузку с двутавровой балки на балку. Пропущенные гвозди и слишком быстрое схватывание клея могут привести к неровному или скрипучему полу.
Безопасность
Легкость двутавровых балок делает их более уязвимыми к пожару, чем размерные пиломатериалы. В отчете Underwriters Laboratories установлено, что структурные узлы, состоящие из двутавровых балок, выходят из строя значительно быстрее в условиях пожара, чем те, которые состоят из размерных пиломатериалов.
Вызванные пожаром разрушения легких ферм и двутавровых балок привели к гибели нескольких пожарных. Для использования двутавровых балок в огнестойкой сборке требуется дополнительная детализация для обеспечения безопасности здания.