Adv-fabrika.ru

Ремонт и Дизайн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Усиление деревянных балок перекрытия от прогиба

Усиление деревянных балок перекрытия

Балки перекрытия – одно из слабых мест в старом доме. Под влиянием времени и внешних факторов они изнашиваются, что приводит к скрипу полов на верхних этажах, прогибу перекрытия или даже его обрушению. Как справиться с проблемой и усилить балки перекрытия? Давайте разберемся.

Причины ослабления несущих способностей перекрытия

Не только течение времени может быть виновно в том, что перекрытие провисает, появляются скрипы и вибрация. Есть ряд возможных причин этого явления:

  • использование при строительстве недостаточно прочных материалов – размеры доски или бруса меньше рекомендуемых, некондиционная древесина, пиломатериалы из «мертвого леса» и т. п.;
  • увеличение нагрузки на перекрытие пот отношению к расчетной из-за изменения назначения помещений, чердак превратился в мансарду – необходимо усилить балки;
  • применение при укладке перекрытия материалов естественной влажности – в этом случае по мере высыхания бруса или доски происходит его деформация и растрескивание;
  • протечки на крыше – попадающая на плоскость перекрытий влага постепенно разрушает древесину, да еще и «открывает ворота» бактериальной флоре, плесени, грибку;
  • повреждение массива балки при монтаже или хранении;
  • некомпетентность строителей.

Также на древесину пагубно влияют любые перепады влажности и температур, отсутствие специальной антисептической обработки, попадание агрессивных химических сред и поражение насекомыми. Иногда колония муравьев может уничтожить несущие элементы перекрытия менее, чем за один летний сезон.

Совет для тех, кто только начал строиться: не допускайте перечисленных выше явлений чтобы не ремонтировать балки перекрытия досрочно. Но если неприятность уже произошла, придется провести работы по устранению последствий и укреплению перекрытия и его несущих элементов.

Чтобы определить состояние несущих балок, необходимо рассчитать предельно допустимый прогиб элемента. Норма – 1/300 часть от длины балки. То есть, при длине 3 метра прогиб в центральной части не должен превышать 10-12 мм. Если значение больше – требуется ремонт – усиление и укреплении несущего компонента перекрытия.

Способы усиления деревянной балки перекрытия

Если выяснилось, что несущий элемент требует ремонта, есть несколько методов, которые помогут восстановить способность балки к выдерживанию нагрузок.

  1. Наращивание площади сечения. Один из самых эффективных методов. С двух сторон деревянной доски или бруса, поврежденных по тем или иным причинам, устанавливают накладки с толщиной не менее 50 мм. Усиливающие детали могут монтироваться как по всей длине, так и на поврежденном участке. Перед проведением работ следует поднять балку домкратом, чтобы полностью убрать существующий прогиб. Монтаж проводится с помощью винтов или шпилек, проникающих сквозь первоначальный несущий элемент и скрепляющих обе накладки между собой.
  2. Металлические накладки. Вариация на тему предыдущего метода, только в качестве усилителей выступает не деревянная доска, а швеллер либо металлическая полоса.
  3. Прутковый протез. Этот метод чаще всего применяют для восстановления несущей способности торцевых частей балок. В качестве материала используют металлическую арматуру. Работы проводятся после установки опоры под поврежденную балку и разборки перекрытия. Восстановленный несущий элемент имеет меньшую способность сопротивляться нагрузкам, чем новый, это следует учитывать в период эксплуатации.
  4. Армирование углеволоконными элементами. 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.

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.

Что делать, если усиление балок перекрытия невозможно?

Случается и так, что усилить балки – сложно осуществимый процесс или даже совершенно невозможный. При этом заменять перекрытие на данный момент не планируется.

В этом случае есть два варианта исправить ситуацию:

  • установка опор под имеющиеся элементы, не выдерживающие нагрузки;
  • установить балки-дублеры в промежутках между старыми.

Стойки-опоры установить проще, но они уменьшают полезную площадь помещения, создают помехи при эксплуатации. Кроме того, они уменьшают визуальную привлекательность интерьера, поэтому потребуются дополнительные затраты времени и средств на декорирование стоек. Дублирующие балки устанавливаются по тому же принципу, что и имеющиеся – врезаются в предварительно вырезанные гнезда несущей стены. Технически этот вариант более сложен, чем установка деревянных опор, но лишен тех недостатков, которые свойственны первому способу.

Как усилить балку деревянного перекрытия?

У нас двухэтажный дом, перекрытия деревянные. Очень хотим затащить рояль на второй этаж – через окно при помощи подъемника. А вопрос такой: судя по всему наши перекрытия могут не выдержать такой нагрузки. Как правильно и надежно выполнить усиление деревянных балок второго этажа, чтобы они выдержали нагрузку?

Вадим, чтобы выполнить усиление деревянных балок перекрытия грамотно, в первую очередь необходимо определиться со сложностью проблемы. Самая явная причина беспокойства – прогиб элементов. Здесь важно знать одну вещь: при расчетах по нормативным документам балки перекрытия рассчитываются не с учетом отсутствия прогибов, а так, чтобы их величина была не больше максимальной. Максимально допустимый прогиб зависит от двух факторов:

1. материал балки;
2. пролет.

Для дерева величину назначают равной 1/300 пролета. Это означает, что при расстоянии между стенами 5 метров, прогиб деревянных балок перекрытия может составлять до 17 мм. При этом не возникает потерь в несущей способности и жесткости.

Как исправить ситуацию

Чтобы выполнить усиление балок перекрытий, можно пойти двумя путями:

1. повышение несущей способности;
2. уменьшение нагрузки.

Первый вариант самый распространенный, поскольку снижение нагрузки означает переоборудование помещения под другое назначение, что сделать сложно и не всегда возможно. Чтобы воспользоваться вторым, нужно рассмотреть несколько вариантов усиления балки.

К таким способам относятся:

1. Наращивание сечения. Важно отметить, что есть смысл делать накладки сверху или снизу. Дополнительная ширина не даст такого эффекта. Это можно объяснить формулами, по которым рассчитываются балки. Для наращивания используют деревянные доски, которые закрепляют на балки.

2. Установка промежуточных опор. Чаще всего здесь не рассматривается усиление стойками, поскольку их опирание будет происходить на нижележащее перекрытие. Можно использовать подкосы, но только при условии гармоничного вписания их в интерьер.

3. Металлические обоймы. Металл крепят с двух сторон. Для небольших повреждений можно применять полосовую сталь. Для серьезных деформаций лучше выбрать швеллер. Важно предусмотреть гидроизоляцию между металлом и деревом в обязательном порядке.

4. Прикрепление накладок из углепластика. Такой композитный материал – не распространенное решение, но стоит его рассмотреть. Крепление осуществляется на клей, элементы достаточно легкие для выполнения работ своими руками.

Усиление стоит выполнять только после выбора среди предложенных вариантов наиболее оптимального для каждого случая в отдельности.

Усиление деревянными или металлическими протезами

Усиление концов балки деревянными протезами

Усиление металлическими протезами

Усиление углепластиком (углеволокном)

Схема расположения листов углепластика

Какие бывают виды деревянных балок перекрытия и как правильно рассчитать нагрузку, чтобы избежать прогиба + 4 совета по усилению балок

Деревянные балки перекрытия представляют собой несущие конструкции в здании. Они распределяют нагрузку от расположенных выше элементов – крыши, чердака, верхних этажей, при этом выступают не только опорой, но и придают жесткость всей постройке, выполняя роль своеобразного каркаса строения.

От прочности, правильного выбора сечения и вида изделий напрямую зависит надежность здания. При возведении частного дома или дачи важно грамотно рассчитать нагрузку на перекрытия, соблюдая баланс между размерами балок, их числом и расположением.

Плюсы и минусы

В строении балка располагается горизонтально (иногда под углом) и распределяет давление на опоры, в роли которых выступают стены, колонны, столбы и другие несущие узлы сооружения. Точный расчет деревянных балок перекрытия гарантирует прочность и устойчивость всей конструкции. Здесь важен правильный подбор определенных показателей – длины, толщины, шага расположения.

Перекрытия из древесины применяются при строительстве каркасных сооружений коттеджного типа, частных деревянных домов, дач и хозяйственных построек, комбинированных строений (кирпичных или блочных) – в этом случае выбор обусловлен снижением нагрузки на несущие конструкции.

Балки из дерева особенно востребованы в малоэтажном строительстве. Они обладают рядом преимуществ:

  • прочность и долговечность – дерево устойчиво к ударным нагрузкам, механическому воздействию и при профессиональной обработке прослужит 100 лет и более;
  • относительно небольшой вес, что снижает нагрузку на стены, опоры и фундамент;
  • простой монтаж в сравнении перекрытиями из металла или железобетона;
  • установка не требует специального оборудования и механизмов;
  • эстетичность – дерево выглядит представительно даже без декорирования;
  • экологичность – природный материал не наносит вреда здоровью, а наоборот, создает в доме полезный микроклимат;
  • ремонтопригодность – если требуется, из дерева нетрудно усилить разными способами.
  • без специальной пропитки пожароопасны;
  • менее прочные в сравнении с металлическими и железобетонными перекрытиями;
  • подвержены воздействию влажности, грибка и насекомых (при низком качестве древесины);
  • могут деформироваться при перепадах температур.

Хорошо высушенная древесина, обработанная огнестойкими составами и антисептиками, почти не обладает недостатками и будет предпочтительным вариантом для сооружения перекрытий в частном доме.

Эксперты рекомендуют выбирать хвойную древесину – она содержит смолы (естественный антисептик) и более плотная, чем лиственное дерево. Идеальным считается стройматериал из сосны или ели, росших в суровых условиях.

Какие бывают виды балок

Изделия различаются по материалу изготовления и сечению. Их изготавливают из цельного бруса (без склеивания), а также из клееного. Первый вариант предпочтительнее в плане экологичности – при изготовлении клееного стройматериала используются искусственные смолы.

По типу сечения бывают квадратными, прямоугольными, двутавровыми и круглыми. Рассмотрим плюсы и минусы каждого из вариантов.

Квадратные

Такое сечение считается наименее предпочтительным и выгодным – квадратные балки хуже распределяют усилия при нагрузке и обходятся дороже, чем другие виды перекрытий.

Прямоугольные

Оптимальный вариант при подборе деревянных перекрытий. При установке таких элементов короткая сторона размещается горизонтально, длинная – вертикально, так как увеличение высоты положительно влияет на прочность.

Двутавровые

Изделия имеют оригинальное строение: сверху и снизу имеются уширенные элементы, в середине размеры уменьшены до предельно допустимых показателей. Двутавровая деревянная балка для перекрытий по показателям прочности не уступает другим вариантам, а при изготовлении существенно снижается расход древесины.

Такие изделия успешно монтируются на длинных пролетах, они имеют малый вес и не деформируются под нагрузками. Кроме того, на них проще закрепить коммуникации.

Однако такие балки отличаются сложностью изготовления – не каждом городе есть производства, занимающиеся заготовкой таких стройматериалов.

Круглые или овальные

Такие балки обычно используются для монтажа чердачных перекрытий. Они имеют максимальную устойчивость на изгиб и выдерживают большие нагрузки. При этом использование материалов с круглым и овальным сечением требует точных расчетов. Согласно строительным требованиям, их максимальная длина не должна превышать 7,5 погонных метров.

Читать еще:  Металлические перекрытия с деревянным наполнением

Допустимая нагрузка

Важнейший показатель при выборе стройматериала для несущих конструкций – допустимая нагрузка на деревянную балку перекрытия. Этот параметр показывает, какую эксплуатационную нагрузку смогут выдержать элементы без утраты функциональных свойств.

Показатели допустимой нагрузки различаются в зависимости от расположения балок. Если они используются в качестве чердачного перекрытия, то постоянная нагрузка на элементы будет небольшой – в пределах 50 кг/м 2 . При этом эксплуатационная нагрузка будет 90 кг/м2. Для строений, где балки выполняют роль пола для второго этажа, нагрузка составляет 150 – 250кг/м 2 .

Однако это лишь усредненные показатели, которые нельзя применять в качестве объективных данных. Для каждого сооружения требуется профессиональный расчет, учитывающий все параметры нагрузки и прочие факторы влияния.

Как рассчитать допустимую нагрузку

Грамотный и точный расчет нагрузки на деревянные балки перекрытия гарантирует надежность строения и позволяет подобрать материал, максимально точно отвечающий заданным параметрам.

Чтобы вычислить допустимую нагрузку на балку, понадобятся следующие параметры:

  • материал (сорт древесины);
  • длину деревянной балки (либо расстояние между стенами);
  • шаг – расстояние между самими балками;
  • нагрузку на конструкцию.

Последняя складывается из двух величин – постоянной нагрузки (вес самих балок + утепляющие материалы) и временной (вес мебели, людей и всего, что будет находится в помещении).

Допустимая нагрузка на деревянную балку перекрытия – важнейший показатель при возведении малоэтажных строений. Если вы сомневаетесь в своих способностях выполнить точный расчет, рекомендуем делегировать эту задачу профессионалам.

Как правильно усилить деревянные балки – советы и рекомендации

Перекрытия изнашиваются от времени и нагрузок. Самый безобидный симптом износа – это скрипы и вибрации полового покрытия на втором этаже. Причины чрезмерного износа самые разные – изначально непросушенная древесина, некорректный расчет нагрузок, ошибки при выборе бруса и т.д.

Если проблему игнорировать, последствия могут быть весьма серьезными. Вот почему для многих владельцев домов так актуален вопрос, как грамотно усилить деревянные балки перекрытия от прогиба.

Есть несколько вариантов усиления:

  • Наращивание площади сечения – такой вариант применяется, если материал утрачивает плотность в результате естественного износа. В качестве усиливающего элемента применяют дерево либо металлические швеллеры.
  • Армирование. Дополнительное усиление углепластиком – эффективное решение в случае, когда наращивание невозможно. Метод хорош тем, что мастеру не придется работать с тяжелыми металлическими либо деревянными элементами – композиты отличаются малым весом и высокой прочностью.
  • Монтаж прутковых протезов. Метод используется, когда балки повреждены и требуется заменить такие участки.
  • Монтаж дополнительных балок. Здесь все просто – устанавливают добавочные элементы, которые берут часть нагрузки.

Деревянные балки – прочные, эстетичные и экологичные конструкции, которые широко применяются в малоэтажном строительстве. Грамотный выбор перекрытий и расчет нагрузки на них – гарантия надежности и идеальной геометрии готового строения.

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.

Усиление деревянных балок перекрытия: материалы и инструменты

  • Уголок металлический 75×75 мм
  • Металлическая полоса толщиной 5мм и шириной 75мм
  • Болты и гайки Ф12мм
  • Дрель, сверло Д12, гаечные ключи

Усиление деревянных балок перекрытия металлическим уголком. Процесс работы

В центре комнаты установил два швеллера высотой в 14 см, прикреплённых друг к другу плоской частью в виде двутавра. Далее купил 4 м балки сечением 70×100 мм (в чём и была моя ошибка, так как удобней было бы использовать балки с сечением 100×150 мм) и закрепил их в швеллере и на несущей стене.

После монтажа крыши (использовал подпорки для стропил, которые опирались на эти балки), появился небольшой прогиб балок. Чтобы избежать дельнейшей деформации, решил усилить их уголком размерами 75×75 мм с одной стороны балки, а с другой, закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75 мм.

Для стягивания уголка и полосы к балке использовал болты Ф12 длиной 100 мм, которые крепил на расстоянии 400 мм друг от друга





Вот таким образом усилил балки.






Если есть необходимость дополнительно укрепить балки с сечением 50×200 мм при ширине пролета 5 м, могу порекомендовать для усиления конструкции закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75-80 мм по диагонали к центру с обеих сторон балки.

При этом сначала вдоль всей длины балки надо закрепить шнурок, и при помощи домкрата, посередине приподнять балку выше уровня шнурка и после крепить металлическую полосу.

Если в продаже не оказалось металлической полосы с нужными размерами, можно нарезать на гильотине полосы длиной 1,5 м, и сварить их между собой, получив необходимую длину.

В случае, если необходимо добавить дополнительные балки для усиления потолка в случаях его провисания и прогиба. Для этого необходимо подобрать балку соответствующего сечения, стянуть её уголком и прикрепим торцевой частью к стене.

Также возможно при помощи тарлена устранить провисание и прогиб балок, закрепив его на коньковой части крыши и самой балке. При таком креплении тарлена нагрузка будет перераспределяться на стропильную часть крыши. Однако этот метод применяется только в крайних случаях, если нет возможности добавить дополнительные балки.

Современный способ усиления деревянных балок в объектах культурного наследия

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Дата публикации: 11.06.2019 2019-06-11

Статья просмотрена: 737 раз

Библиографическое описание:

Полякова, Н. А. Современный способ усиления деревянных балок в объектах культурного наследия / Н. А. Полякова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 23 (261). — С. 63-65. — URL: https://moluch.ru/archive/261/60463/ (дата обращения: 21.07.2021).

В статье поставлена цель изучить особенности реконструкции и дальнейшей эксплуатации зданий культурного наследия. В статье рассмотрены области применения и преимущества углеволокна. В результате анализа выявлены задачи внедрения способа усиления зданий КГИОПа при помощи углеволокна.

Ключевые слова: здания КГИОПа, прогиб, деформации, углеволокно, усиление.

В Санкт-Петербурге находится множество зданий дореволюционной постройки. У большинства из этих зданий перекрытие — это деревянная балочная система, которая в большинстве случаев либо никогда не менялась, либо менялась очень давно. В этих зданиях проживает огромное количество людей, а значит вопрос усиления перекрытий является всегда актуальным.

Плохое состояние балочной конструкции происходит вследствие повреждения целостности древесины. Перепады температуры, влажности, вредоносное действие жуков короедов приводит к деформированию балки перекрытия.

Под тяжестью собственного веса, а также постоянной и переменной нагрузки балки могут достигать предела допустимого нормами прогиба. Если прогиб находится в пределах 1:300, то значение прогиба считается нормальным, но если показатели больше, то балку усиливают.

Часто требуется сделать из чердака мансарду или жилое помещение, тем самым увеличится и постоянная нагрузка, и временная, и тогда автоматически требуется увеличить сечение деревянных несущих конструкций.

Приступать к восстановлению деревянных конструкций следует только после проведения детального инженерно-технического обследования здания. В процессе обследования изначально следует выявить особо опасные дефекты, которые могут привести к обрушению, а именно:

  1. сильное поражение от жизнедеятельности дереворазрушающих грибов и насекомых;
  2. растрескивание ответственных частей конструкции;
  3. разрывы растянутых элементов (поясов, раскосов, стоек и т. д.);
  4. деформации изогнутых элементов.

При незначительных биологических повреждениях древесину, сохранившую прочность, следует очистить от грибковых налетов до здоровых слоев и тщательно обработать антисептиками с последующим усилением.

Древесину, в значительной степени утратившую свои нормальные физико-механические свойства, необходимо удалить, при этом удаляется не только явно разрушенная древесина, но и прилегающая к ней на расстоянии до 0,5 м здоровая на вид [1].

Рассмотрим основные способы усиления деревянных конструкций.

Усиление деревянными накладками

Данный способ является наиболее распространенным. Он достаточно прост в исполнении, и не требует больших навыков от рабочих, совершающих установку накладок.

Накладки применяются при повсеместном, но не очень сильном повреждении древесины. Устанавливаются они с двух сторон бруса, или сверху и снизу, или по бокам, но по всей длине. Сначала все части плотно затягиваются друг к другу, а затем насквозь скрепляются. Особое внимание уделяют обработке поврежденной балки и накладок противогрибковым раствором.

Рис. 1. Усиление балки деревянными накладками

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами)

Также вместо деревянных накладок можно использовать стальные. Металл перед установкой следует обработать антикоррозионным раствором.

Монтаж пруткового протеза

Очень часто происходит так, что конец балки сгнивает особенно сильно, тогда ту часть обрезают и ставят на место её прутковый протез, выполненный из двух спаренных металлических ферм малого сечения (10–25 мм).

Длина протеза должна быть на 10 % больше двойной длины сгнившего конца балки, но не более 1,2 м.

Усиление балок шпренгельными затяжками

Также распространено усиление деревянных балок шпренгельными затяжками. Это металлическая система из стержней, закрепленных снизу балки, она не позволяет балке прогнуться, более чем на нормируемую величину.

Изменение условий работы конструкций

Данный способ применяется, при условии возможности установки дополнительных раскосов и стоек, которые улучшают работу конструкции, но занимают большое количество пространства.

Но задача усиления усложняется, когда конструкции здания относятся к объектам культурного наследия. Обязательное условие при этом — максимально возможная сохранность существующих конструкций, их внешнего вида. Обеспечить эти требования, при условии сохранения или увеличения несущей способности, возможно путем их армирования с использованием полимерных композитных материалов, а именно — наклеиваемые тканые материалы.

Усиление углеродным волокном является современной технологией. Представляет собой наклеивание стольких слоев углеволокна, с помощью эпоксидной смолы, сколько потребуется для обеспечения требуемых показателей жесткости.

Рис. 2. Усиление деревянной балки углеволокном

Целесообразность применения углеволокна при усилении существующих конструкций обусловлена несколькими факторами. Главный из них — это высокие прочностные характеристики, которые могут компенсировать выявленные пороки и повреждения в деревянных конструкциях.

Второе достоинство полимерных композитов состоит в их относительно малой плотности, что позволяет не увеличивать габариты и нагрузку на фундамент при усилении.

Третье достоинство — это высокая устойчивость к воздействию химически агрессивных сред, которая позволяет применять углеволокно в аквапарках, бассейнах, складах минеральных удобрений и солей.

Читать еще:  Как делать перекрытие между этажами из дерева?

К преимуществам полимерных композитов относится и сравнительно простой их монтаж, что важно при производстве работ на конструкции, находящейся в проектном положении и при ограниченном доступе к ней [2].

Но сдерживающим фактором расширения усиления полимерными композитами можно считать отсутствие нормативной базы и специальных руководств по проектированию, а также недостаточный объем исследований в этом направлении.

Подводя итоги можно сказать, что за годы исследований было разработано и внедрено в строительную практику множество вариантов усиления деревянных конструкций, однако, многие из них связаны с изменением статической схемы, они оказывают существенное влияние на эстетический вид конструкции и уменьшают полезное пространство в помещении. Часто это является нежелательным, а при усилении конструкций культурного наследия — недопустимым. Поэтому в таких случаях целесообразно усиление армированием, которое позволяет значительно повысить несущую способность и жесткость деревянного элемента без изменения его внешнего вида, а именно углеродное волокно.

  1. Погорельцев А. А. Высокомодульные материалы, используемые в массивных клеедощатых конструкциях / А. А. Погорельцев, С. Б. Турковский, В. О. Стоянов // Современные строительные конструкции из металла и древесины: сб. научных трудов. — Одесса.- 2015. — С.106–109.
  2. СП 164.1325800.2014 Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. М.: Стандартинформ, 2015. — 56с.

Как усилить деревянную балку

Когда сечение деревянных балок принимается без расчета, а так, на глаз или на основании авторитетного мнения соседа, то с прочностью или величиной прогиба таких балок при расчете на все действующие нагрузки могут возникнуть проблемы. Как правило это обнаруживается уже на стадии эксплуатации, когда просто заменить старые слабые балки на новые — слишком дорого, да и технологически это может быть достаточно сложно. В таких случаях возникает вопрос: а как можно усилить деревянную балку? Впрочем подобный вопрос может возникнуть и тогда, когда задумывается перепланировка.

1. Уменьшить пролет балок, например, добавить подпорную балку — ригель посредине помещения перпендикулярно деревянным балкам

Как правило при расчете на прочность при действии равномерно распределенной нагрузки определяющим является значение изгибающего момента. А значение момента в свою очередь зависит от квадрата длины пролета. Таким образом, уменьшая длину пролета в 2 раза, можно увеличить несущую способность деревянных балок в 2 2 = 4 раза. Ну а величина прогиба при этом уменьшится вообще в 38.5 раз.

Это наименее трудоемкий, самый дешевый и простой способ усиления, однако у него есть ряд недостатков:

— Нагрузка на ригель будет порядочная и потому скорее всего делать ригель придется из металлопроката, но все равно высота ригеля будет достаточно большой. Иногда для уменьшения высоты ригеля делается колонна посредине или даже 2 (таким образом уменьшаются пролеты ригеля), но при усилении перекрытия это не всегда возможно.

— Подобная балка — ригель визуально уменьшает высоту помещения, а это не всегда приемлемо.

— Завести ригель в существующие стены и при этом обеспечить необходимую площадь опирания ригеля на стены не всегда просто. Кроме того, при стенах из не очень прочных материалов, например, газосиликата и даже шлакоблока, нагрузка на опорную площадку может быть значительно больше прочности материала стены и тогда заводить ригель в стены вообще не имеет смысла и нужно делать или колонны возле стен или усиливать стены в местах опирания ригеля.

Пример расчета усиливающей балки приводится отдельно.

2. Поставить дополнительные деревянные балки

Этот способ хорош тем, что требует минимум расчетов, к тому же достаточно простых (основы расчета деревянных балок перекрытия приводятся отдельно). Однако с финансовой точки зрения данный способ может быть самым затратным.

Например, если по расчету на прогиб требуемый момент инерции Iтр = 8000 см 4 , а у имеющихся балок момент инерции составляет 4000 см 4 , то нужно усилить перекрытие балками точно такого же сечения или балками с таким же моментом сопротивления.

Впрочем, если момент инерции существующих балок составляет 6000 см 4 , то нужно просто подобрать сечение усиливающих балок, исходя из того, что недостающий момент инерции составляет 2000 см 4 . Например можно задаться шириной балки 5 см и тогда требуемая высота балки составит

h = 3 √ 12I/b = 3 √ 12·2000/5 = 16.87 см

Конечно же высоту балки следует принимать больше, скорее всего это будет 20 см, впрочем на заказ вам могут сделать и 17 см. Вот и весь расчет в данном случае.

3. Усилить деревянные балки металлопрокатом

Этот способ тоже не из дешевых, кроме того возможны несколько вариантов использования металлопроката.

1 вариант — независимая работа металлопрофиля под действием нагрузки

При этом варианте усиливаемые деревянные балки с усиливающими металлическими никак не связаны, во всяком случае подобные связи, иногда устраиваемые из конструктивных соображений, при расчете на прочность и прогиб не учитываются.

Например, нам все также не хватает момента инерции 2000 см 4 . Но модули упругости древесины и стали разные и эту разницу при расчетах следует учесть. Соответственно при модуле упругости древесины Е = 10 5 кг/см 2 и модуле упругости стали Е = 2·10 6 кг/см 2 разница составляет 2·10 6 /10 5 = 20 раз (с точки зрения математики это конечно же не «разница», а «частное», вот только термин «частное» в данном случае ни о чем нам не говорит, поэтому оставим «разницу»). А это означает, что для усиления деревянных балок можно использовать металлические профили с моментом инерции не менее 2000/20 = 100 см 4 . Например швеллер 10П с моментом инерции Iz = 175 см 4 или прямоугольную профильную трубу 100х40х3.5 с моментом инерции Iz = 104.4 см 4 , как впрочем и любой другой металлопрокат. При этом, как видим, использование прямоугольных профильных труб будет более экономным.

2 вариант — совместная работа металла и древесины

Другими словами при этом варианте создается балка из разнородных материалов.

Основной недостаток этого варианта не в том, что требуются более сложные расчеты, а в том, что обеспечить совместную работу разнородных материалов бывает достаточно трудно и для этого опять же требуются достаточно сложные дополнительные расчеты.

Тем не менее подобный вариант усиления деревянных балок возможен, а методика расчета усиления рассмотрена отдельно.

На этом пока все.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба?

Основным элементом чердачных, межэтажных перекрытий и перекрытий погребов, во многих частных домах является деревянная балка. Срок службы перекрытий из дерева ограничен ввиду свойств древесины, особенно, если она была плохо обработана или подвергалась нагрузке и воздействию влаги.

В следствие таких факторов балка перестает справляться с возложенной на нее функцией (возможно провисание, прогиб, искривление) и потребуется усиление деревянных балок перекрытия.

Помимо повреждений и утраты несущей способности балок пола и потолка (лаг, прогонов), укрепление может быть продиктовано увеличением нагрузки на перекрытие.

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

  • плохое состояние балочной конструкции. Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;
  • снижение несущей способности. Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;
  • необходимость увеличения несущей способности балки. Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия (ремонт, реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

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 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 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 усиления 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.

Читать еще:  Толщина перекрытия в монолитном многоэтажном доме

  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 работы

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

Изменение условий работы конструкций

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 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.

Усиление деревянной балки накладками

Страница 1 из 3123>
Александр Дмитриевич
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Александр Дмитриевич
playgamer
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от playgamer

Механизатор широкого профиля (б/у)

прогиб 2 см ,4 мм.

. шаг 1,4. .
GWA18
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от GWA18

Механизатор широкого профиля (б/у)

igr, Вы это к чему?

Если по поводу «высоту балок» — то я имел в виду балки, которые можно было бы добавить. Высота зазора между подшивкой потолка и лагами пола 150 мм (см. чертеж в посте №1), а балка такой высоты — не достаточно. Но пол можно поднять, а на существующие балки положить брус (его можно совсем не учитывать при расчетах) толщиной, равно высоте «поднятия» пола.
За счет уменьшения шага балок уменьшаются нагрузки на каждую балку.

Я высказал что-то слишком крамольное? Объясните.

GWA18
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от GWA18
neuverennwy
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от neuverennwy
neuverennwy
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от neuverennwy

Нашел таки расчет (Гринь Строит к-ции из дер и пластмасс 1990, стр. 26) , но не усиления , а для составных элементов , работающих на изгиб. Посчитал геометрич хар-ки для сложного сечения (Т-образного, т к накладки только в верхней части балки), они ненамного превысили хар-ки неусиленного сечения (W 1376 против 1152 куб см, J 18600 против 13800), но т к сечение не цельное , а составное (податливые связи), то расч хар-ки получ умножением на коэф 0,81 и 0,525 для W и J соответственно, отсюда получаются хар-ки еще меньше , чем изначального сечения.

Еще кол-во болтов смутило, около 100 их выходит 12-ого диаметра..
Если б на клею или сварке, то прошло бы, а так, бесполезное занятие, накладки эти боковые.

GWA18
неплохое решение, но с поднятием пола. Не хочется менять отметку. Прогиб 1/250 =18,4 мм , не проходит, согласен.
playgamer
подскажите , где такой расчет подсмотреть на зыбкость (0,7 мм от 100 кг в середине пролета)

Усиление деревянных балок перекрытия металлом. Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

Популярные материалы

Today’s:

  • Дом на участке 3 сотки. Строительство домов на трех сотках земли
  1. Усиление деревянных балок перекрытия металлом. Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия
  2. Как выровнять балки перекрытия. Как выровнять пол мансарды при заметных перепадах
  3. Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами
    • Виды дефектов (повреждений) балок перекрытия
    • Как выявить повреждения деревянных балок?
    • Ремонт деревянных балок перекрытий своими руками
  4. Видео укрепление деревянных балок стальным швеллером

Усиление деревянных балок перекрытия металлом. Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

  • плохое состояние балочной конструкции . Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;
  • снижение несущей способности . Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;
  • необходимость увеличения несущей способности балки . Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия ( ремонт , реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

Как выровнять балки перекрытия. Как выровнять пол мансарды при заметных перепадах

Конечно наши рекомендации были бы полнее при наличии фото перекрытия. Жаль так же, что вы не указали пролет и шаг балок.

Итак, как выровнять пол мансарды при столь заметных перепадах и ограничении по высоте:Совет «лежащий на поверхности» — использовать как лагу выравнивающий брус, уложив его сверху балки и сняв лишнее дерево. Там где балки имеют максимальную высоту брус срезается практически заподлицо с балкой, там где нужна высота — подрезается незначительно.

Недостатки — необходимость точной разметки, значительные отходы древесины. Кроме того вручную аккуратно снять такой слой древесины непросто, понадобится мощный эл. рубанок (шерхебель)

Следующий вариант — система регулируемого пола, при этом покрытие выполняется из листов фанеры, а регулировка осуществляется винтами выдвигаемыми на нужную высоту (см. фото). Еще вариант, использовать лаги из доски 40-50 мм «на ребро», но поместить их не сверху балок, а сбоку, закрепив болтами, (шпильками, турбовинтами etc.) Либо предварительно связать балки поперечными перемычками выставив их в одной плоскости и закрепив стальными уголками. Сами лаги уже поместить на эти распорки. Варианты таких креплений ясны из рисунка.

Ремонт деревянных балок перекрытия. Как отремонтировать деревянную балку перекрытия своими силами

В большинстве старых и части новых домов при устройстве чердачного (потолочного) или межэтажного перекрытия использовались деревянные балки. Причин этому можно назвать несколько: деревянные балки перекрытия легкие, доступные, просты в монтаже. А также могут быть применены при строительстве несущих стен из разных материалов.

Однако у деревянных балок перекрытия есть существенный недостаток. А именно, повышение влажности и эксплуатационная нагрузка, неизбежно сказываются на качестве древесины, и, как следствие, на её несущей способности. В таком случае, потребуется проведение ремонтных работ.

Ремонт деревянных балок перекрытия

Виды дефектов (повреждений) балок перекрытия

В процессе проведения капитального ремонта в доме нужно осматривать балки перекрытия на наличие различного рода дефектов. К таковым можно отнести:

  • гниение и повреждение плесенью. Особенно часто встречается на балках чердачного перекрытия. Плесень на потолочной балке появляется в следствие протекания крыши. Появление сгнивших участков распространено в месте врубки балки в стену. Причина – недостаточная гидроизоляция в этом месте;

Гниение и повреждение плесенью деревянных балок перекрытия

  • червоточины. Жизнедеятельность древесных жучков может существенно повредить балки перекрытия;

Червоточины на деревянных балках перекрытия

  • растрескивание (расслоение) — образование трещин. Изначально некачественные балки могут под воздействием перепада температур расслаиваться по длине волокон.

Растрескивание балок перекрытия

Если обнаружено что-либо из перечисленного, необходимо выполнить ремонт деревянных балок перекрытия. Кроме того, нужно устранить причину, которая привела к появлению дефектов.

Как выявить повреждения деревянных балок?

Обнаружить дефекты балочного перекрытия можно несколькими способами:

  • визуальный осмотр балки. Самый простой и надежный способ. Применим в том случае, если балки открыты. Чтобы удостоверится в том, что балка прослужит еще не один десяток лет нужно провести по ней отверткой с нажимом. Если остается слегка видимый след, значит все в порядке. Если отвертка оставляет бороздку – балка нуждается в ремонте. И чем глубже бороздка, тем быстрее нужно приступать к ремонтным работам;
  • выявление внешних признаков деформации — проседание (провисание) балочного перекрытия заметно даже под отделкой;
  • простукивание. Если от удара слышен глухой звук, это означает, что балка нуждается в ремонте, т.е. она теряет свою несущую способность. Подтвердить подозрения можно путем высверливания отверстия в балке. Далее по нему можно оценить качество деревянного перекрытия.

Особенно важно оценить состояние деревянных перекрытий в местах примыкания к стене. Большинство случаев повреждения приходится именно на эти места.

Ремонт деревянных балок перекрытий своими руками

Восстановление (реставрацию, усиление) балочных перекрытий можно выполнить несколькими способами:

  • Ремонт перекрытия с применением деревянных накладок.

В качестве накладки используется доска или брус. По высоте они должны быть равными высоте балки, а по ширине – равной половине ширины балки. Поскольку накладки устанавливаются по обе стороны балки, то получается, что накладки равны балке. Монтируются накладки вплотную к балке перекрытия и фиксируются болтами. Длина болта равна ширине балки и двух накладок.

Чтобы избежать повреждения накладок их следует обработать антигрибковым раствором.

Следует отметить, что лучше не выполнять ремонт деревянных балок перекрытия в местах примыкания к стене с использованием накладок. Для этих целей более подходит стальной протез.

  • Ремонт с использованием протеза – полосы из стального листа или стального прутка. Их преимущество в том, что они занимают меньше места и более долговечны. Стальную накладку следует обработать антикоррозионным раствором.

Важно! Прогнившую часть или поврежденную жучком балку нужно, по возможности вырезать и заменить на целую, а места реза усилить накладками.

Ремонт деревянных перекрытий в месте примыкания к стене выполняют следующим образом: поврежденную часть удаляют, а остаток удлиняют с использованием накладки или протеза. Далее с помощью болтов балку крепят к стене.

В случае повреждения значительного участка балки (более 2/3 длины) производится замена деревянных балок перекрытия. В противном случае, дальнейшая эксплуатация разрушенного деревянного перекрытия может привести к обрушению конструкции дома.

Рекомендуем ознакомиться с подробным описанием технологии усиления деревянных балок перекрытия .

Видео укрепление деревянных балок стальным швеллером

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector