Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Содержание

Выбор материалов, расчет конструкции

Что делать если необходимо усиление деревянной балкиТипы балок для перекрытий

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

  • доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
  • двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
  • LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
  • комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
  • четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
  • двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
  • оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

  • межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
  • чердачное перекрытие;
  • подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

  • потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
  • длина пролета (ДП);
  • шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).

Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.

ПН

ДП

150 250 350 450
2 м 50×100 50×100 50×100 50×120

100×100

2.5 м 50×100 50×120

100×100

50×130

100×120

100×100
3 м 50×120 50×140 50×160 100×120
3.5 м 50×140

100×100

50×160

100×130

50×180

100×150

100×160
4 м 50×160

100×130

50×180

100×150

100×160

120×150

100×180

150×160

4.5 м 50×180

100×140

100×160

130×150

100×180

150×160

100×200

150×180

5 м 100×160 100×190

150×170

100×210

150×190

100×190

150×170

5.5 м 100×180 100×190

150×160

100×200

150×180

100×220

150×200

6 м 100×200 100×200

150×180

100×250

150×220

100×220

150×200

Табл. 1 — Сечение балок при шаге в 0.5 метра

ПН

ДП

150 250 350
2 м 100×100 100×110 100×120
2.5 м 100×110 100×120 100×130
3 м 100×120 100×130 100×150
3.5 м 100×140 100×160 100×180

100×160

4 м 100×160 100×190

150×150

100×200

120×180

4.5 м 100×180

150×160

100×200

150×180

100×220

150×190

5 м 100×190

150×170

100×210

150×190

100×230

150×200

5.5 м 100×200

150×170

100×220

150×200

100×240

150×210

6 м 100×220

150×200

120×230

150×210

120×250

150×230

Табл. 2 — Сечение балок при шаге в 1 метр.

Расчет количества балок для перекрытия производится по следующей формуле:

КБ = ДП/Ш, где:

  • КБ – количество балок установленного сечения;
  • ДП – длина пролета;
  • Ш – шаг.

Общее число балок зависит от количества пролетов.

Уменьшение шага

В этом случае между существующими балками устанавливают новые. Но метод не дает такой эффективности как предыдущий. При вычислении несущей способности пролет берут во второй степени (по первой группе предельных состояний), а шаг всего в первой. Уменьшение пролета в два раза увеличивает несущую способность в 4, а шага — в 2.

Глубину опирания балок назначают от 200 мм. Новые и существующие элементы обрабатывают антисептиком. По желанию можно использовать антипирены, которые повышают сопротивляемость огню. В местах соприкосновения разных по свойствам материалов (дерево с металлом, кирпичом или бетоном) укладывают гидроизоляцию: Технолэласт, рубероид, Линокром и т.п.

Усиление перекрытий – необходимое мероприятие

Необходимость осуществления восстановительных работ, направленных на увеличение прочности перекрытий, возникает достаточно часто:

  • при выполнении планового ремонта обычной квартиры, расположенной в многоэтажном доме;
  • при осуществлении ремонтных работ внутри помещений производственного или складского назначения;
  • в процессе реставрации архитектурных памятников и восстановления межэтажных конструкций старых зданий;
  • при производстве ремонтных мероприятий, связанных с серьезной перепланировкой различных видов помещений.

Техническое состояние этих конструктивных элементов — один из основных факторов, которые определяют необходимость осуществления реконструкции гражданских и жилых зданий

Причины разрушения несущих конструкций различные:

  • несоблюдение требований технологии при выполнении строительных работ;
  • использование низкокачественных строительных материалов;
  • значительное повышение нагрузки на несущие стены и потолки;
  • арматурная коррозия, связанная с нарушением защитного слоя.

Кроме того, иногда возникает потребность в укреплении межэтажных панелей, состояние которых вполне удовлетворительное. Такая ситуация связана с изменением функционального назначения помещений. Ведь новые владельцы зданий достаточно часто размещают массивное оборудование, выполняют существенную реконструкцию, а также повышают этажность строения.

В зависимости от характерных особенностей разрушения, ремонтные работы предусматривают:

  • удаление разрушающихся элементов и локальную их замену новыми;
  • восстановление бетонного массива или наращивание толщины плит;
  • усиление панелей стальной сеткой или дополнительными прутками арматуры;
  • установку в участках стыковки балок стальных накладок и мощных хомутов.

Выбор оптимального метода усиления определяется строителями в зависимости от материала перекрывающих конструкций. В качестве материала перекрытий используется:

  • древесина;
  • металлопрофиль;
  • железобетон.

Эти работы предусматривают целый комплекс мероприятий, которые направлены на восстановление несущей способности перекрытия и отдельных частей

В одних случаях для увеличения нагрузочной способности применяется бетон, усиленный стальной арматурой, в других производится установка опорных элементов или используются металлические хомуты. Допускается установка на проблемном участке опорных стоек, изготовленных из металлопроката или деревянных брусьев. При выполнении восстановительных мероприятий и установке перекрытий следует придерживаться требований технологии и использовать качественное сырье.

Усиление перекрытий: актуальность проблемы

Как уже было отмечено, ремонт перекрытия чаще всего предполагает замену элементов или фрагментов перекрытия, а также его усиления, что является одним из наиболее практикуемых мероприятий. Основной причиной необходимости усиления перекрытия является его неудовлетворительное техническое и эксплуатационное состояние, низкая несущая способность, а также внезапное возникновение необходимости усиления нагрузки на перекрытия и на здание в целом. Также причиной усиления перекрытий может стать нерациональный подбор строительных материалов и несоблюдение технических требований, приводящее к возникновению конструктивных ошибок. Существует несколько основных видов перекрытий, для каждого из которых характерен свой способ усиления. В связи с этим, для полного понимания проблемы, рекомендуем вам ознакомиться со следующей классификацией перекрытий.

Основные типы перекрытий:

  • Деревянное;
  • Перекрытие, основу которого составляют железобетонные монолитные плиты;
  • Перекрытие Клейна, как одно из наиболее редко встречающихся перекрытий;
  • Ребристое.

Для каждого из этих видов свойственны свои способы усиления, которое выполняется преимущественно на этапах перепланировки и ремонта квартиры или офисного помещения и помогает избежать возникновения непредвиденных аварийных ситуаций. Но независимо от конструктивных особенностей перекрытия, его усиление начинается с установки опорных стоек, а также в случае необходимости устройства опор для перекрытий нижележащих этажей

При этом важно помнить, что технология усиления перекрытий предполагает размещение опорных стоек одна над другой. Чтобы вес перекрытий, подвергшихся усилению, равномерно распределился по перекрытиям нижерасположенных этажей, их устанавливают на лаги, в качестве которых используют стальные балки или деревянные брусья

Как усилить деревянные балки перекрытия

Удобство работы и легкость материала приводят к тому, что углепластик приобретает популярность как эффективное средство для восстановления балок и строительных конструкций.

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

Усиление на торцах деревянными или металлическими протезами

Технология позволяет усилить балку в местах стыка с несущей стеной. Это именно то место, где, за счет перепадов температур повреждение древесины происходит быстрее.

На схеме ниже показана технология усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Монтаж пруткового протеза

Прутковый протез системы Дайдбекова выполняется из двух спаренных ферм, которые изготавливаются из обрезков арматурной стали сечением (диаметром) 10-25 мм. Длина протеза должна быть на 10% больше двойной длины сгнившего конца балки, но не более 1,2 м.

  1. Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.
  2. Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.
  3. Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)
  4. Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.
  5. Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Усиление балок шпренгельными затяжками

Тип усиления с изменением условий работы

Усиление деревянных перекрытий такими способами предусматривает существенную перестройку несущей конструкции балочных пролетов.

Изменение схемы работы

Если нет возможности усилить деревянные балки перекрытия, можно попытаться их разгрузить, т.е. распределить нагрузку с существующих балок на дополнительно установленные элементы.

Усиление перекрытий путем установки дополнительных балок

Если существующие лаги находятся в целости и сохранности, увеличить их несущую способность можно посредством увеличения их количества. Установка дополнительных деревянных балок позволит увеличить нагрузку на конструкцию. Устанавливая новые лаги нужно обязательно защитить их торцы рубероидом, чтобы избежать повреждения.

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим образом и с минимальными затратами.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Основные типы и методы усиления деревянных перекрытий приведены в порядке увеличения трудозатрат и длительности на выполнение работ.

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

Способ применяется в том случае, когда дерево повреждено.
Накладки устанавливаются с двух сторон от балки из бруса (по бокам или сверху и
снизу), максимально плотно к ней и скрепляются (затягиваются) насквозь болтом.
При этом важно обработать поврежденный участок и накладки противогрибковым
раствором. В критическом случае, если участок поврежден сильно – его лучше
удалить

Чтобы усилить балку нужно крепить накладку по всей ее длине.

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

Стальные пластины используются вместо деревянных, описанных
выше. Металл также нужно обработать антикоррозионным раствором. Схема
устройства показана на рисунке.

Усиление пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

Современная технология усиления (армирование углеродным волокном). Углеволокно (ленты, листы, пластины, нити, ткань) наклеивается в
несколько слоев, пока не будут достигнуты требуемые показатели жесткости балки.
Удобство работы и легкость материала приводят к тому, что углепластик
приобретает популярность как эффективное средство для восстановления балок и строительных конструкций.

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

Усиление балок углеволокномУсиление балок углеволокном — схемаУсиленные балки углеродным волокном

Усиление на торцах деревянными или металлическими протезами

Технология позволяет усилить балку в местах стыка с несущей
стеной. Это именно то место, где, за счет перепадов температур повреждение
древесины происходит быстрее.

На схеме ниже показана технология усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиляУсиление протезами из швеллера, прокатного профиля — 2

Монтаж пруткового протеза

Прутковый протез системы Дайдбекова выполняется из двух спаренных ферм, которые изготавливаются из обрезков арматурной стали сечением (диаметром) 10-25 мм. Длина протеза должна быть на 10% больше двойной длины сгнившего конца балки, но не более 1,2 м.

Устройство пруткового протеза

  1. Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены,
    состоящие из стоек и прогона.
  2. Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.
  3. Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)
  4. Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.
  5. Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Установка пруткового протеза

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление перекрытий — установка шпренгелей

Тип усиления с изменением условий работы

Усиление деревянных перекрытий такими способами предусматривает
существенную перестройку несущей конструкции балочных пролетов.

Изменение схемы работы

Нестандартные решения

Если нет возможности усилить деревянные балки перекрытия,
можно попытаться их разгрузить, т.е., распределить нагрузку с существующих
балок на дополнительно установленные элементы.

Усиление перекрытий путем установки опор под несущие балки

Опоры, подпирающие балки снизу, являются хорошим способом
перераспределить нагрузку с балки на опору.

Усиление перекрытий — установка опор

Усиление перекрытий путем установки дополнительных балок

Если существующие лаги находятся в целости и сохранности,
увеличить их несущую способность можно посредством увеличения их количества.
Установка дополнительных деревянных балок позволит увеличить нагрузку на
конструкцию. Устанавливая новые лаги нужно обязательно защитить их торцы
рубероидом, чтобы избежать повреждения.

Усиление перекрытий — установка дополнительных балок

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных
балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим
образом и с минимальными затратами.

Конструкция перекрытия в домах из бревна

Конструкция перекрытия сруба, состоит из несущих элементов принимающих основную вертикальную нагрузку, называемых балки. Стандартный размер балок уложенных через 400-600мм, 50мм по толщине и 150 — 180мм по высоте. Укладывается балка перекрытия на сторону 50мм.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Между балками перекрытий делаются черновые полы, профессионально называемые накат. Крепятся щиты наката на черепные бруски (пробоины), прибитыми к несущим балкам.

Покрываются балки чистовыми деревянными полами. Низ балок, служит основанием для крепления потолочных досок или другого материала для потолка.

Пространство между накатом и чистовым полом, получается в виде своеобразных длинных ниш. Это пространство служит местом для укладки изолирующих материалов, для удержания тепла и проникновения шума.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Как усилить пол в деревянном доме

Современный инновационный метод усиления и укрепления балок перекрытия. Подходит даже в том случае, если нарастить размеры конструкции невозможно. Углепластиковые элементы имеют малый вес и значительную несущую способность. Для ремонта балок используют различные типы углеволоконных материалов – пластины, листы, пруток. Монтаж проводят с применением специального эпоксидного клея, после застывания полученный конструктивный элемент по прочности не уступает стали.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Вне зависимости от выбранного способа реставрации несущей конструкции, необходимо выполнить требования безопасности во время проведения работ. Следует установить опорные поддерживающие стойки или леса во избежание обрушения во время ремонта.

Как усилить деревянную балку перекрытия своими руками

В случае неправильного подбора строительных материалов или ошибок в конструкции может возникнуть необходимость в усилении потолочных балок и защите их от провисания и прогибов. Я хотел бы поделиться опытом того, как подобная проблема возникла у меня, а главное, каким способом удалось ее ликвидировать.

При строительстве собственного дома в одной из комнат возникла необходимость в потолочных креплениях длиной 5 м. Для их возведения я воспользовался балками большей длины (7 м), так как из них одновременно можно будет сделать выпуск для крыши, защищающий стены и фундамент дома от подмывания снегом и дождем.

В этой статье я расскажу, как укрепить балки перекрытия металлическим уголком.

Временное усиление

В случае обнаружения аварийного состояния конструкции может возникнуть потребность во временном ее укреплении для предотвращения обрушения. Инструкция по выполнению временного укрепления зависит от типа конструкции.

Чаще всего предпринимают следующие действия:

  • Для укрепления балок, расположенных на высоте до 6,5 метра можно использовать подпорные стойки.
  • При высоте более 6,5 метра необходимо выполнить пространственные стойки.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки
Схема подпорки стенок

  • Для укрепления стен или вертикальных стоек следует использовать подкосы, которые должны упираться в горизонтально расположенный штырь, установленный в подпираемой конструкции. Такой вариант подходит для стенок высотой до 6 метров.
  • Если высота стен превышает 6 метров, следует использовать несколько подкосов разной длины, которые необходимо соединить друг с другом поперечинами, как показано на схеме.
  • В случае разрушения древесины, что может произойти по причине гниения, продавливания шайбами болтов и пр., можно использовать накладки из досок, деревянных брусков или даже швеллерных профилей.

Вот, пожалуй, и все наиболее эффективные способы усиления деревянных конструкций.

Усиление деревянных лаг дополнительными накладками

Метод установки дополнительных накладок и усиления лаг возможен как на стадии строительства, так и при проведении ремонтных работ. Для лаг из бруса чаще всего применяется усиление при помощи деревянных накладок и накладок из фанеры или ОСБ плит.

Деревянные накладки используются:

Для усиления механически поврежденных участков лаг;

Для усиления места стыка или сростка лаг;

Для создания дополнительной прочности по всей длине лаги.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

а, б, в — усиление лаг деревянными накладками на болтах, г — усиление прутковым протезом

Накладки из ОСБ плит и фанеры в основном применяются на местах стыковки отрезков между собой и в местах, где видны дефекты или имеются незначительные механические повреждения.

Металлические пластины могут накладываться на места повреждений и сростков как метод локального решения проблемы.

Полное усиление накладками

Установка накладок на лаги по всей длине осуществляется с помощью болтового соединения через тело накладок и лаг, при помощи саморезов по всей длине или при помощи связки несколькими жгутами монтажной проволоки.

Установка накладок осуществляется поочередно с временной фиксацией накладок при помощи струбцин или саморезов к телу лаги.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Усиление лаги саморезами с шайбами с двух сторон

Сверление отверстий осуществляется по одной линии. Расстояние между отверстиями для соединения обычно не меньше, чем ¼ длины лаги. Отверстия сверлятся так: одно по центру, а с краев на расстоянии 1/3 высоты лаги от краев лаг. Такое расположение отверстий не даст возможности расколоться балкам и лагам по длине. Болты обязательно должны иметь шайбы с обеих сторон — и под головкой болта и под гайкой. Стягивание осуществляется постепенно, до значительного сопротивления дерева, а окончательная затяжка делается поочередно, начиная с крайних болтов. При этом затяжка делается равномерно на ¼ оборота.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Усиление лаги в её полную длину

В случае, если лаги имеют фиксацию краев в кирпичной стене, обязательно проделывается отверстие для того, чтобы края балок также были зафиксированы в стене. Обработка дополнительных балок антисептиком осуществляется до установки на лаги.

При необходимости выпрямить прогнувшиеся лаги, используют деревянные клинья или обычный автомобильный гидравлический домкрат, поджимая лагу до нужного уровня.

Частичное усиление лаг деревянными накладками

Локальное усиление конструкций лаг применяется, в основном, в местах сочленений или сростков лаг. Для укрепления этих участков используется метод установки накладок с одной стороны либо установки накладок с двух сторон балок. Для одностороннего метода используется дерево без сучков и видимых повреждений, в таком случае ширина и высота дополнительного элемента должны равняться ширине и высоте самой лаги.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Частичное усиление лаг (с двух сторон) в местах соединений лаг

Фиксация осуществляется при помощи болтов, саморезов и гвоздей. Длина элемента должна быть не меньше расстояния между двумя балками межэтажного перекрытия. Болтовые соединения делаются насквозь, шайбы при этом должны быть шире гайки и головки болта в 3 раза.

Что делать если необходимо усиление деревянной балки

Укрепление лаги деревянной накладкой

Для фиксации стыка лаг двусторонними накладками допускается применение бруса более узкого, чем лага. Обычно для этого используются доски шириной в 1/2 ширины лаги. Длина накладок обычно берется не менее 1 метра. Стяжка делается также при помощи болтов или саморезов.

«Малой кровью»

Большинство домовладельцев предпочтут провести усиление перекрытий таким образом, чтобы сохранялась возможность проживания в стенах здания. В большинстве случае это действительно реально. Если древесина несущей балки повреждена, но в труху она еще не рассыпалась и основные характеристики сохраняет, на элемент можно установить своего рода протезы. Причем из разных материалов.

Прогиб балок может быть устранен наложением деревянных протезов. Накладки максимально плотно фиксируются с двух сторон от поврежденного элемента, либо с двух боков, либо сверху и снизу. Максимальное усиление балок перекрытия достигается креплением накладки по всей ее длине

При этом важно и протез, и укрепляемый элемент обработать противогрибковым составом

Что делать если необходимо усиление деревянной балкиПротезы прутковые

Надежное усиление перекрытия может быть достигнуто при использовании металлических накладок либо прутковых протезов. Пластины из стали используются по тому же принципу, что и накладки из древесины, только обрабатываются не противобактериальными, а антикоррозийными препаратами.

Что делать если необходимо усиление деревянной балкиУсиление углепластиком

Усиление балок перекрытия углепластиком в последнее время гораздо популярнее деревянных накладок и металлических протезов. Углеволокно выпускается в виде лент, тканей, пластин и жгутов, так что нетрудно выбрать вариант, с которым удобнее всего работать в конкретных условиях. Материал наклеивается в несколько слоев, пока не будет достигнута нужная степень усиления. Работать с углепластиком просто: он легок, пластичен, крепится на клей, что значительно облегчает монтаж, негорюч, что повышает противопожарные характеристики деревянных балок и прочих элементов конструкции из древесины. Особенно актуальным углеволокно становится в условиях стесненности помещений, где особой свободы движений не наблюдается.

Отметим, что усиление балок перекрытия перечисленными способами имеет смысл только в том случае, если прогиб элементов конструкции не сопровождается ее значительными деформациями. Укрепление таким образом балок, имеющих существенные механические повреждения, годится только как временная мера.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: