Применение LVL (ЛВЛ)-бруса в производстве двутавровых балок: преимущества для строителя

Деревянная двутавровая балка — востребованный конструкционный элемент в малоэтажном и промышленном строительстве. Двутавровая балка характеризуется высокой несущей способностью и относительно небольшим весом, поэтому широко применяется при устройстве межэтажных и чердачных перекрытий, стропильных систем, плоских кровель, каркасных стен и перекрытий модульных зданий. Конструкция балки позволяет эффективно воспринимать нагрузку при изгибе, сохраняя большую длину пролетов при меньшем расходе древесины по сравнению с массивными пиломатериалами. Деревянные двутавровые балки становятся стандартом для индустриального домостроения, где важны скорость монтажа, стабильность геометрии и прогнозируемые эксплуатационные характеристики.

За последние два десятилетия конструкция двутавровых балок существенно изменилась. Раньше для изготовления поясов, как правило, использовали цельную древесину, а сегодня производители часто выбирают инженерные материалы, прежде всего LVL (laminated veneer lumber — брус клеёный из шпона). Такой переход обусловлен не маркетингом, а стремлением повысить надёжность конструкции и снизить влияние естественных пороков древесины на несущие характеристики изделия. История применения LVL в качестве поясов двутавровых балок начинается ещё в 1970-х годах, когда компания Trust Joist International впервые применила данное решение в промышленном производстве. 

Из каких материалов производят деревянные двутавровые балки

Конструктивно деревянная двутавровая балка состоит из трёх основных элементов:

• верхнего пояса;
• нижнего пояса;
• стенки.

Деревянная двутавровая балка из LVL-бруса / ©Ultralam

Каждый из этих элементов работает по-разному и испытывает различные виды нагрузок. Чаще всего используют следующие материалы:

Изменения коснулись конструкции поясов. Использование цельной древесины долгое время считалось экономически оправданным. С развитием технологий глубокой переработки древесины на первый план вышли инженерные материалы.

С применением LVL в поясах двутавровых балок наиболее ответственный элемент конструкции переходит из категории природного материала с неизбежным разбросом свойств в категорию инженерного изделия с прогнозируемыми характеристиками. Поэтому LVL получил столь широкое распространение в Северной Америке, Европе и странах Азии, где деревянные двутавровые балки — базовый элемент индустриального каркасного строительства.

Применение деревянных двутавровых балок из LVL / Изображение сгенерировано ChatGPTКак свойства LVL влияют на работу двутавровой балки

При изгибе балки верхний пояс работает на сжатие, нижний — на растяжение. В этих зонах возникает максимальное напряжение. При неоднородной структуре материала локальные дефекты становятся концентраторами напряжений. Сучки или косослой в массивной древесине могут снизить несущую способность элемента. С LVL всё иначе. 

За счёт большого количества слоёв шпона перераспределяется напряжение и, как следствие, нагрузка. У проектировщика появляется возможность точнее рассчитывать конструкцию. Производитель получает изделия с минимальным разбросом характеристик. Строитель — балки с предсказуемым «поведением» на объекте, что особенно важно при перекрытии больших пролётов.

Практические преимущества применения LVL для строителя

• LVL не имеет разброса по прочности, характеризуется стабильной геометрией, поэтому балки из одной партии работают одинаково. Это облегчает как проектирование, так и выполнение монтажных работ.
• Можно увеличить длину пролёта без пропорционального роста собственного веса конструкции. Показатели прочности LVL-бруса позволяют уменьшить количество промежуточных опор. Это важно при строительстве открытых пространств, мансардных этажей и модульных зданий.
• Стабильная геометрия материала снижает вероятность возникновения скрипов перекрытий, деформации чистовых полов и необходимости корректировки конструкции уже после монтажа.

Российский рынок деревянного домостроения постепенно переходит от использования традиционных пиломатериалов к инженерной древесине с прогнозируемыми эксплуатационными характеристиками. Развитие заводского производства домокомплектов, рост сегмента модульного строительства и увеличение доли индустриальных технологий повышают требования к точности, стабильности и надёжности несущих конструкций. В этих условиях деревянные двутавровые балки становятся одним из ключевых элементов современных перекрытий и кровельных систем.

Опыт зарубежных стран показывает, что дальнейшее совершенствование двутавровых балок связано не с изменением их конструктива, а с развитием материалов, используемых для изготовления поясов. Большинство ведущих мировых производителей применяют LVL-брус, который обеспечивает высокую несущую способность и стабильность геометрии. На российском рынке распространение LVL в производстве двутавровых балок открывает возможности не только для повышения качества отдельных строительных элементов, но и для развития индустриального деревянного домостроения в целом.