Усиление деревянной балки металлической полосой
Здравствуйте ! Обследую двухэтажное кирпичное здание, с деревянными перекрытиями.. На потолке первого этажа просматриваются трещины в штукатурке по направлению балок.
Балка - брус 24х12 см, пролет 4,6, шаг 1,4. Нормативные наргузки: полезная 200 кг/кв м, постоянная 121 кг/кв м, расчетные: полезн 240, пост 147,3 кг/кв м. Выходит норм напряжение 128 кг/кв см, прогиб 2 см < 2.3 см. Вроде проходит, но уж очень впритык.. Балки не старые (около 25 ле), гнили не наблюдается.
Думаю делать усиление для увеличения жесткости путем установки накладок с двух сторон на болтах и шпильках, причем без разборки всего перекрытия, а только со снятием досок пола и лаг (см. схему).
Дык вот главная загвоздка в том , что нигде не могу найти расчета по усилению балок в середине пролета (какого диаметра нагели ставить, шаг и расстановка).. Везде встречаются расчеты наращивания балок, протезирования концов, расчеты балок Деревягина и т д ..
Подскажите, если кто встречался ?
Добрый день! 1 Данное усиление встречал в двух источниках авт. Гестише Деревянные конструкции 1929г.(книга у меня есть ) и ещё подобные решеня описываются в книге Альбом деревянных конструкций пер. с нем . авторов к сожалению на память не помню но она есть на сайте выложенная в даунлоаде.г изд. помоему 80е (тоже имеется).
От себя хочу добавить что, скорей всего Вам придётся столкнутся я несколькими проблемами (у меня была аналогичная работа),
1.Как вы помните дерево материал анизотропный т.е. его свойства в разных направлениях по отношению к направлению волокон различны-это будет ваша первая проблема (когда будете сверлить отверстия для шпилек согласно вашего чертежа) вы очевидно ослабите несущую способность балок и прогиб составит наверняка больше 2,3 как в вашем расчёте.
2.из снипа деревянные конструкции вы помните что колличество сучков в балке поперёк её сечения тоже регламентировано т.е. если их больше чем указано в снипе то балку просчитывают как ослабленную перфорацией (такой смысл), насколько я понял полы вы ещё не вскрывали?(т.е. есть ли сучки на балках и сколько их незнаете)
3.при демонтаже досок полов следует учитывать что штукатурка наверняка затрещит, а вероятно местами и отвалится (поштукатурено по дранке ведь?)-доп. затраты на восстановление.
4.если всёже решитесь подведите под балки (до начала операций по усилению леса,инвентарные стойки-вообщем предотвратите возможное развитие прогиба)
От себя хочу добавить, данная проблема характерна для зданий сталинского периода -возможным решением может стать устройство потолков типа армстронг, или любых подвесных но только не гипсокартон (там вы будете иметь туже картину по трещинам что и сейчас но года через 2 ЕСЛИ основные притензии к ним). (в в ряде случаев я так её и решал примерно 50%), так что подумайте об актуальности поставленной задачи и принимайте павильное решение. ОДНОЗНАЧНО! задача хлопотная и не благодарная.
Если еще на зыбкость посчитать (ограничение прогиба - 0,7 мм от сосредоточенной силы в 1 кН посередине пролета балки), то накладок 150х50 недостаточно. Жесткость балки нужно увеличивать существенней.
Зачем усилять когда проходит?Такие накладки для жесткости ничего не дадут и расчета такого не найти по этой причине.
Механизатор широкого профиля (б/у)
23 мм = 1/200 пролета - это для чердачных перекрытий. У Вас, насколько понял, междуэтажное, а это уже 1/250 = 18 ,4 мм.
Вариант уменьшения шага вдвое не рассматривали?
Лаги все равно снимать, так что можно увеличить высоту балок за счет поднятия пола.
Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба и лаги пола в деревянном доме
Необходимость в решении такой задачи, как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба, может возникнуть как в старом, так и в новом доме. Какие факторы вызывают эту необходимость и как их не допустить, должен знать каждый домовладелец. Как и о том, что делать, если полы первого или перекрытия второго этажа потеряли изначальную прочность. Изучив все описанные в статье способы их укрепления, вы сможете выбрать тот, который больше других подойдет вам по технологическому решению, стоимости и трудоемкости.
Из-за чего прогибаются балки
Причины прогибания балок могут быть первичными и вторичными.
Первичные причины
К первичным факторам, из-за которых опорные элементы перекрытий начинают нуждаться в укреплении, относят неправильный расчет их несущей способности. То есть, когда проектировщик не учел длину пролета и расстояние между балками, не соизмерил эти величины с их сечением и предполагаемой нагрузкой. Иными словами, если изначально для устройства перекрытий был использован брус недостаточной высоты и толщины.
Ещё одна причина – использование некачественного материала: с сучками, трещинами, следами гнили. И невыполнение требований по его предварительной обработке антисептиками.
На заметку! Очень часто такие промахи совершают строители, поэтому так важно постоянно следить за выполнением работ, особенно скрытых. В случае с балками и лагами необходимо убедиться в их соответствии проектным требованиям до того, как будет произведено утепление, так как утеплить перекрытие между этажами в частном доме, значит скрыть несущие элементы от визуального осмотра.
Проконтролировать соответствие сечения балок длине пролета можно по таблице:
| Длина пролета, м | Шаг между балками, м | |
| 0,6 | 1 | |
| 2 | 100х70 | 120х80 |
| 3 | 140х90 | 160х110 |
| 4 | 160х120 | 200х120 |
| 5 | 160х120 | 220х160 |
| 6 | 220х140 | 250х180 |
Эти значения определены для нагрузки 400 кг/м2 перекрываемой площади, их можно менять только в большую сторону. В идеале для каждого дома все эти параметры определяются индивидуальными расчетами. Например, если проектом предусмотрен утеплитель для межэтажных перекрытий, какой выбрать шаг между лагами, зависит от его ширины.
Вторичные причины
Даже изначально качественные и достаточно мощные балки со временем могут ослабнуть по следующим причинам:
- повреждение древесины вследствие старения, воздействия высокой влажности, порчи насекомыми;
- увеличение нагрузки на перекрытия, например, при установке тяжелой мебели, оборудования;
- превращение нежилого помещения над перекрытиями в жилое: их утепление, звукоизоляция и монтаж напольного покрытия также создают дополнительную нагрузку.
В последнем случае перед тем, как правильно утеплить межэтажное перекрытие по деревянным балкам и настелить на них пол, необходимо выполнить расчеты и при необходимости увеличить их несущую способность.
И в любом случае из перечисленных желательно периодически проверять состояние балок по горизонтальному уровню. При наличии провисания более чем на 1/250 от их общей длины, требуется усиление.
Видео описание
Прежде чем рассказать о том, как усилить деревянную балку перекрытия, предлагаем вам посмотреть обучающее видео по использованию онлайн-калькулятора для расчета её сечения:
Совет! Подбирая сечение, делайте большой запас по несущей способности бруса, чтобы никакие дополнительные нагрузки не привели к необходимости его усиливать.
Способы укрепления перекрытий
Увеличить несущую способность балок межэтажных перекрытий можно двумя путями: усилив или разгрузив их.
Усиление балок
Способов, как усилить балки перекрытия второго этажа, несколько.
- Увеличение сечения деревянными накладками.
Наиболее эффективным решением станет наращивание сечения балок по нижней горизонтальной плоскости с обязательным условием создания опоры для накладок. Для этого нужно либо углубить опорные гнезда в несущих стенах, либо использовать специальные стальные крепления или уголки. Доски расчетной толщины прибиваются к нижней грани бруса по всей его длине.
При незначительном прогибе возможно наращивание сечения путем установки на балку боковых накладок толщиной 50 мм. Перед этим под точку её максимального прогиба устанавливают подпорку и поднимают её домкратом до выравнивания бруса. Затем фиксируют его в этом положении, установив с обеих сторон доски и стянув их шпильками.
На заметку! Вместо деревянных накладок можно использовать металлические швеллеры, уголки или полосы, которые перед монтажом нужно обработать от коррозии и проложить между деревом и металлом слой гидроизоляции.
Как выполняется усиление стальным швеллером, показано в видеоролике:
Полотно из этого современного композитного материала, наклеенное в несколько слоев, позволяет очень качественно решить задачу, как усилить балку перекрытия из дерева. Приклеивают углепластик эпоксидным клеем, перекрывая стыки полос поперечными слоями. После застывания клея он превращается в прочный и жесткий каркас, практически не уступающий металлу и отлично противостоящий нагрузкам.
Достоинство этого способа в простоте монтажа и отсутствии необходимости в монтажных инструментах.
- Протезирование стальной арматурой.
Этот способ больше подходит для тех случаев, когда у балок повреждены торцы, что часто происходит при их некачественной гидроизоляции в опорных гнездах. Их заменяют протезами из спаренных ферм, изготовленных из стальной арматуры сечением не менее 10 мм.
Перед тем как укрепить потолок в доме с деревянными перекрытиями, под поврежденную балку устанавливают временную поддерживающую опору и разбирают перекрытия снизу и сверху на 1,5 метра от стены.
Сгнивший торец срезают, а в проем вертикально вводят протез. Затем его разворачивают, устанавливая в горизонтальное положение и надвигая на балку, после чего свободный конец задвигают в опорное гнездо в стене. Скрепляют протез с балкой гвоздями.
Обратите внимание! Длина протеза не должна превышать 120 см, вместе с тем она должна быть больше двойной длины срезанного торца на 10%. То есть, этот метод может применяться, только если длина поврежденного конца балки не более 50-55 см.
Перераспределение нагрузки
Уменьшить нагрузку на несущие лаги можно, установив под них опоры либо смонтировав под перекрытием дополнительные балки.
- Монтаж промежуточных опор или подкосов.
При этом способе нагрузка через опоры частично передается на нижележащие перекрытия или боковые стены, поэтому предварительно нужно убедиться в том, что они её выдержат. Он редко используется для укрепления перекрытий второго этажа, так как стойки и подкосы трудно вписать в интерьер первого этажа, к тому же они создают неудобства для передвижения по комнате. Но это лучшее решение, как усилить лаги пола от прогиба в деревянном доме.
Чем больше лаг, на которых лежит перекрытие, тем меньшая нагрузка приходится на каждую из них. Установив дополнительные брусы подходящего сечения между существующими, можно не только снять с них лишнюю нагрузку, но и увеличить общий вес перекрытия. Который складывается из веса утеплителя, напольного и потолочного покрытия, мебели, техники и находящихся на этаже людей.
Коротко о главном
Половые лаги и балки перекрытия между этажами могут оказаться недостаточно надежными из-за ошибок, допущенных при строительстве дома, а также вследствие старения древесины, её порчи, увеличения нагрузки на несущие конструкции. Они начинают прогибаться, что со временем может привести к обрушению перекрытий. В таких случаях необходимо срочно решать, как усилить пол в деревянном доме. Для этого применяют разные способы: укрепляют балки деревянными и металлическими накладками, армируют углеволокном, устанавливают стальные фермы и вертикальные подпорки или увеличивают количество лаг. Какой из них выбрать, решают в индивидуальном порядке в зависимости от трудоемкости способа, его стоимости, необходимости демонтировать внутреннюю отделку.
Как усилить деревянную балку перекрытия своими руками: материалы и инструменты, технология укрепления, усиление металлом — советы, пошаговые инструкции, фото, схемы
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.
Проведение мероприятий по увеличению несущей способности требуется в трех случаях:
- повреждение древесины;
- увеличение нагрузки на перекрытие;
- ошибки при проектировании или монтаже.
Дерево — материал, который легко поддается гниению или плесени. Вопрос решают использованием антисептических составов, но их недостаточно. Со временем из-за влажности, перепадов температуры, насекомых и микроорганизмов материал разрушается. Поврежденное сечение ослаблено, поэтому не может воспринимать нагрузку, на которую было рассчитано изначально.
Усиление балок выполняют при переоборудовании помещений. Распространенный вариант в частном строительстве — переоборудование чердака в мансарду. Нагрузка на потолочные прогоны в этом случае увеличивается, поэтому они могут прогибаться больше, чем это допустимо.
Если сечение изначально рассчитано неверно или допущены ошибки при монтаже, несущие элементы провисают, появляются трещины и т.п. Еще один вариант развития событий: строители сэкономили и установили балки меньшего сечения, чем нужно, использовали плохие материалы или некачественно выполнили крепления.
Требуемое сечение прогонов в перекрытии зависит от их шага, пролета и нагрузки. Чтобы проверить размеры в общем случае пользуются представленной ниже таблицей. Важно отметить, что значения приведены для жилого или общественного здания. Здесь не учитываются складские помещения, архивы и т.п.
Виды деревянных перекрытий
Существует несколько видов деревянных перекрытий по их основному назначению:
- Цокольные. Предназначены для настила полов на первом этаже и разделения нежилого подвального помещения от жилых комнат. Поэтому основное требование, которое к ним предъявляется — это обеспечение качественной тепло- и звукоизоляции.
- Межэтажные. Используются для разделения жилых помещений между этажами в коттеджах и таунхаусах. Поэтому требования к теплоизоляции минимальны, а вот к звукоизоляции, наоборот, повышенные, так как внутри здания способны распространяться звуковые волны не только по воздуху, а и по цельному материалу.
- Чердачные. Выполняют практически те же функции, что и цокольные. Однако из-за нахождения холодного помещения над тёплым, дополнительно требуется уделять внимание установке пароизоляции, чтобы избежать образования в перекрытиях конденсата.
Способы усиления балок перекрытия
Точно подобрать вариант поможет специалист. Перед принятием решения проводят визуальный осмотр конструкции. По возможности выполняют более точные испытания на прочность. После проверки выбирают оптимальный метод усиления, учитывая:
- процент износа и повреждения;
- условия работы;
- конструктивные особенности здания и требования к помещениям (нужно ли сохранить свободное пространство, есть ли возможность уменьшить высоту помещения и т.п.).
Выделяют два пути увеличения несущей способности:
- усиление сечения балок;
- изменение условий работы (уменьшение пролета, шага несущих элементов или нагрузки).
При серьезных повреждениях рекомендуют совмещать два этих варианта.
Подбор сечения бруса
Балки применяют прямоугольного или квадратного сечения. У прямоугольного бруса широкая сторона должна располагаться вертикально. Это повышает жесткость конструкции и уменьшает прогиб перекрытия. Наиболее распространенные сечения: 100×100 мм, 100×250 мм, 150×150 мм, 150х250 мм.
Исходя из проектного расчета, могут использоваться и другие сечения. Чтобы правильно подобрать сечение балки, надо рассчитать нагрузку на ее погонный метр. Она будет состоять из веса самого бруса, элементов конструкции перекрытия, мебели и предметов верхнего этажа, а также веса людей. Нагрузки надо округлять в большую сторону, создавая определенный запас прочности конструкции.
| Нагрузки, кг/пог.м | Сечение балок при длине пролета, м | ||||||
| 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | |
| 150 | 5×14 | 5×16 | 6×18 | 8×18 | 8×20 | 10×20 | 10×22 |
| 200 | 5×16 | 5×18 | 7×18 | 7×20 | 10×20 | 12×22 | 14×22 |
| 250 | 6×16 | 6×18 | 7×20 | 10×20 | 12×20 | 14×22 | 16×22 |
| 350 | 7×16 | 7×18 | 8×20 | 10×22 | 12×22 | 16×22 | 20×00 |
Вернуться к оглавлению
Увеличение сечения
Для этого используют накладки из древесины. Применяют доски и брус. Сечение подбирают в зависимости от степени повреждения и планируемой нагрузки. Стоит отметить, что наращивание сечения по бокам не эффективно. Чтобы это понять, достаточно взглянуть на формулы, по которым рассчитывают элементы. Ширину в этих вычислениях берут в первой степени, а высоту — во второй. При увеличении размеров в 2 раза в первом случае, несущая способность удваивается, а во втором — возрастает вчетверо.
Стягивание существующей балки с накладкой болтами, скобами или шпильками. Профессиональные мастера предпочитают последний вариант. При закручивании гаек обязательно используют шайбы, чтобы не повредить древесину. Между металлическими деталями и деревом предусматривают слой изоляции, например, Техноласт ЭПП. Поврежденный участок перед выполнением работ обрабатывают антисептиком.
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.
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 металлом
Если нет возможности увеличить высоту перекрытия, применяют металл. Выделяют три способа:
- накладки из стальной полосы;
- шпренгельной затяжкой;
- взятие в обойму.
Полосовую сталь применяют при незначительных повреждениях. К балке по бокам фиксируют полосы из листа толщиной 10—14 мм. Перед выполнением работ материал обрабатывают антикоррозийным покрытием. В местах соединения дерева и стали стоит предусмотреть слой гидроизоляции (Техноэласт и т.п.). Это предотвратит разрушение разных по влажности элементов. Фиксацию выполняют на саморезы, болты или шпильки.
Усиление шпренгелем позволит уменьшить прогиб перекрытия. Затяжка представляет собой перевернутую ферму (треугольную или трапециевидную). В упрощенном случае конструкция состоит из подвески (вертикальный элемент в середине пролета прогона) и тяжей, закрепленных по бокам балки.
При серьезных повреждениях используют металлические обоймы. В этом случае металлопрокат крепят с двух сторон прогона. Небольшие пролеты усиливают уголками, большие — швеллером. Высоту швеллера подбирают так, чтобы балка влезала между его полками. В обязательном порядке обойма должна опираться на стены. Рекомендованная глубина опирания — 250 мм.
Расчет несущей способности
Как рассчитать деревянные балки перекрытий при известных пролете и шаге?
Общая информация
Максимальный пролет нами уже упоминался: он ограничен длиной поставляемого бруса. Однако оптимальным значением пролета для деревянных несущих конструкций считаются 2,5 – 4 метра. Среди прочего, меньший пролет позволяет обойтись брусом меньшего сечения, что удешевляет конструкцию перекрытия.
Оптимально использование в качестве балок бруса с прямоугольной формой сечения. Его высота должна относиться к ширине как 1,4:1. В этом случае мы получаем максимальную несущую способность при опять-таки минимальных расходах.
Однако: реальные сечения деревянного бруса заставляют несколько отклоняться от оптимальной пропорции размеров.
Балка должна опираться на стену как минимум 12 сантиметрами свой длины от края.
Опирающийся на стену край гидроизолируется со всех сторон, кроме торца. При заделке торца непроницаемым для влаги материалом торцы рано или поздно загниют из-за отсутствия естественной сушки.
Концы балок обернуты рубероидом. Он предотвратит увлажнение древесины при контакте с материалом стен.
При расчете межэтажных перекрытий обычно используют расчетное значение полной нагрузки (собственный вес перекрытия и эксплуатационная нагрузка) в 400 кгс/м2. Однако для неэксплуатируемых чердаков это значение может быть уменьшено.
Холодный чердак нетребователен к прочности перекрытия.
Таблицы сечений
Начнем с подбора сечения прямоугольного бруса для нагрузки 400 кгс/м2 при разных значениях пролета и шага между балками.
| Шаг/пролет | 200 см | 300 см | 400 см | 500 см | 600 см |
| 60 см | 7,5х10 см | 7,5х20 см | 10х20 см | 12,5х20 см | 15х22,5 см |
| 100 см | 7,5х10 см | 10х17,5 см | 12,5х20 см | 15х22,5 см | 17,5х25 см |
При сооружении чердачного перекрытия под неэксплуатируемым чердаком расчетная нагрузка может лежать в пределах 150 – 350 кгс/м2. При шаге между балками в один метр их сечения в сантиметрах должны быть следующими:
| Расчетная нагрузка, кгс/м2/ пролет, см | 300 | 400 | 500 | 600 |
| 150 | 5х14 | 6х18 | 8х20 | 10х22 |
| 200 | 5х16 | 7х18 | 10х20 | 14х22 |
| 250 | 6х160 | 7х20 | 12х20 | 16х22 |
| 350 | 7х160 | 8х20 | 12х22 | 20х22 |
Еще одна таблица содержит минимальные диаметры круглых балок (оцилиндрованного бревна) при нагрузке 400 кгс/м2 и шаге 1 метр.
Бревенчатое перекрытие.
| Пролет, см | Диаметр бревна, см |
| 200 | 13 |
| 300 | 17 |
| 400 | 21 |
| 500 | 24 |
| 600 | 27 |
Протезы
Метод актуален при повреждении опорной части перекрытия. В этом случае существующую балку укорачивают, а вместо ее торцов изготавливают протезы. Эти элементы могут быть из:
- деревянных досок или брусков с двух сторон от существующего элемента;
- металлического проката (уголок, швеллер);
- стержней арматуры класса А400 (АIII) диаметром не менее 16 мм (используют не отдельные пруты, а фермы из них).
Работа по усилению усложняется тем, что требуется отрезать опорный участок несущей балки. Придерживаются следующего порядка действий:
- 1) на расстоянии 1—1,5 м от стены устанавливают временные стоки под балки (сечением не менее 150×150 мм);
- 2) разбирают перекрытие в опорной зоне и часть стены в месте опирания;
- 3) отрезают поврежденный участок прогона (примерно на 50 см);
- 4) устанавливают протез с защемлением его в стену;
- 5) надежно фиксируют протез и балку между собой.
Уменьшение пролета
Вариант меняет условия работы перекрытия. Чем меньше провисающий участок конструкции, тем меньше требуется сечение. Для уменьшения пролета устанавливают промежуточные стойки или подкосы. Важно помнить, что стойки не должны опираться на нижележащее перекрытие. Их можно устанавливать на стены или на балки, перекинутые между стенами.
У способа есть существенный недостаток: уменьшение свободного пространства. Но при желании стойки и подкосы можно обыграть в интерьере помещения.
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 стропил
Работы практически не отличаются от случая с перекрытиями. Все методы, перечисленные выше, актуальны. Исключение могут составить протезы. При работе на крыше висячие стропильные ноги будет разумно заменить на наслонные. Первые опираются только на мауэрлат, а наверху просто упираются друг в друга. Вторые же имеют две точки опоры: снизу на мауэрлат, сверху на коньковый ригель.
При усилении стропил важно помнить, что нагрузка на них больше, чем на перекрытия. Соответственно, требуются больше сечения. Основная составляющая нагружения — снег. Его масса зависит от климатического района.
Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет
Для того, чтобы соорудить надежное деревянное перекрытие, необходимо правильно подобрать размеры балок, а для этого необходимо сделать их расчет. Деревянные балки перекрытия имеют следующие основные размеры: длину и сечение. Их длина определяется шириной пролета, который требуется перекрыть, а сечение зависит как от нагрузки, которая будет на них действовать, от длины пролета и шага установки, то есть расстояния между ними. В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно сделать такой расчет и правильно подобрать размеры балок.
Содержание статьи:
Как усилить деревянные балки перекрытия
Повреждённые деревянные балки, изношенные нагрузками и временем, или недостаточно прочные изначально «по проекту» — это первая причина ослабления несущей способности перекрытий, появления вибраций и скрипов полов на верхних этажах дома. Давайте разберёмся, как усилить деревянные балки и сделать прочнее конструктивные элементы перекрытия.
Причины ослабления балок
Необходимость укрепления балок может возникнуть в ряде случаев:
- естественный износ правильно установленного изделия;
- повреждение балки вследствие ошибок при изготовлении и монтаже;
- изменение назначения помещения, связанное с усилением нагрузки на перекрытия.
Рассмотрим данные причины подробнее. Итак, балка может прийти в неудовлетворительное состояние вследствие воздействия разных факторов, в том числе повышенного уровня влажности, резких температурных перепадов, в результате жизнедеятельности вредителей, а также простого физического износа с дальнейшим появлением трещин.
Не следует сбрасывать со счёта недобросовестность или некомпетентность строителей. Хозяин дома не в состоянии проверить качество и правильность установки элементов скрытого монтажа. Проблемы выявляются позже — уже в процессе эксплуатации помещения при ходьбе на верхнем этаже полы вибрируют или скрипят.
К основным ошибкам на этапе изготовления и монтажа балок относятся следующие:
- применение недостаточно или неверно просушенной древесины. После высыхания таких балок они покрываются трещинами;
- использование слишком тонкого бруса, что приводит к вибрации балок;
- слишком большие пролёты между балками;
- сборка балок из нескольких частей.
Если же идёт речь об изменении назначения помещения — к примеру, чердак планируется превратить в мансарду или жилой блок, то в данном случае нагрузки на перекрытие увеличатся. Очевидно, это потребует увеличения несущей способности балок.
Определить необходимость укрепления балок может неспециалист. Основным показателем при этом, кроме упомянутых вибраций или видимых повреждений, служит уровень прогиба, возникающего как под нагрузкой, так и под собственным весом балки. Прогиб может увеличиться после наращивания нагрузки — установки паркета на верхнем этаже или после завоза мебели. В таком случае балки начинают провисать, что не только чревато вибрацией перекрытий, но и может угрожать их обрушением.
Предельно допустимый прогиб балки несложно рассчитать самостоятельно. Самая простая методика — это вычисление показателя в зависимости от длины балки. В частности, уровень прогиба не должен превышать примерно одной трёхсотой части от длины изделия. К примеру, если прогиб составляет 8–10 миллиметров при длине балки в 2,5 метра — это норма. Если же он оказался большим, то, значит, пришло время укрепить или заменить балку.
Наращивание площади сечения балки
Одним из самых популярных способов укрепления балок перекрытий является наращивание их сечения установкой дополнительных деревянных накладок. В основном этот способ применяется в случаях, когда материал балок становится рыхлым вследствие естественного старения или же в результате жизнедеятельности жуков-древоточцев.
Увеличение площади сечения достигается установкой накладок из дерева толщиной не менее 50 мм на ослабленном или повреждённом участке. Отдельные специалисты утверждают, что имеет смысл лишь увеличение сечения по горизонтальным сторонам, то есть сверху и снизу балки, а наращивание толщины изделия по ширине не даёт полезного эффекта.
Перед установкой накладок, как и в случае с другими работами по укреплению балок, следует обработать ослабленные участки противогрибковыми средствами. После противогрибковой обработки нужно снизить до минимума уровень прогиба при помощи домкратов. Непосредственно монтаж накладок эффективнее осуществлять по всей длине балки. Прикрепление осуществляется при помощи болтов или шпилек насквозь.
В качестве усиливающего элемента можно использовать не только дерево, но и металл. В таком случае используются швеллеры или металлические полосы. Последние менее надёжны, чем швеллер, и могут применяться только для усиления небольших участков повреждённых балок.
Усиление пролёта балки с помощью металлических накладок производится по такому же алгоритму, как и в случае накладок из дерева, однако при этом имеет некоторые особенности. В частности, перед установкой металлические накладки обрабатываются антикоррозийным составом. Кроме того, между металлическими и деревянными частями следует устроить гидроизоляционный слой.
Прутковые протезы
В случаях сильного повреждения участков балок практикуется удаление таких зон и установка на их место прутковых протезов, сделанных из стальной арматуры. Такой метод используется по большей мере при замене торцевых элементов, которые приходят в негодность чаще всего.
В роли протезов выступают обрезки арматуры сечением от 10 до 25 мм. Длина протеза выбирается с расчётом на то, что она должна быть больше на 10%, чем двойная длина повреждённого участка балки. Есть и ограничение длины протеза — он может быть не более 1,2 м.
Перед выполнением работы следует подпереть участок, который будет укрепляться, стойкой для предотвращения возможного обрушения конструкции. Стойки и прогон опоры ставятся на расстоянии от одного до полутора метров от несущей стены. После такого временного укрепления перекрытие разбирается, а сгнивший участок балки спиливается.
Заготовка протеза заводится вертикально в перекрытие, после чего поворачивается в горизонтальную позицию. Конструкция в первую очередь надвигается на балку и затем — в нишу стены. Нужно учесть, что балки, восстановленные с применением протезов, прослужат ещё долгое время, однако прочность обновлённой конструкции, безусловно, будет ниже, чем в случае с новой балкой. Потому нагружать восстановленные балки следует по минимуму.
Армирование балок углеволокном
Помимо традиционных технологий при укреплении балок достаточно широко применяются инновационные решения, одним из которых является армирование конструкций углепластиками. Внимание: такой метод является единственно возможным способом укрепить балки в случае, если ввиду крайней стеснённости помещений или по каким-то другим причинам наращивание сечения конструкций невозможно или крайне затруднительно.
Несомненное преимущество укрепляющих элементов из углеволокна — это отсутствие необходимости оперировать с габаритными и тяжёлыми металлическими или деревянными компонентами, а также минимальная трудоёмкость работы в целом. Современные углепластики, как и любые композитные материалы, характеризуются большой прочностью и малым весом. Укрепляющие элементы из углеволокна прекрасно справляются со значительными механическими нагрузками. Они выпускаются в разных модификациях — в виде лент, ткани, нитей, пластин или листов.
Армирование балки композитами осуществляется путём наклеивания на неё углеволокна в несколько слоёв. Прикрепляемые слои углепластика прикладываются к поверхности балки друг над другом и по всей её длине. Края наклеенных полос нужно перекрыть поперечными слоями. Наклеивание армирующих компонентов производится до тех пор, пока усиленная балка не станет достаточно жёсткой для того, чтобы противостоять нагрузкам. Монтаж осуществляется с применением эпоксидного клея. После застывания слой по прочностным характеристикам иногда не уступает металлу.
Что делать, если укрепление балок невозможно
Если балки перекрытий не повреждены, однако с трудом выдерживают нагрузку и прогибаются, а их укрепление проблематично или нецелесообразно, нужно рассмотреть вариант обустройства дополнительных балок или поставить подпорки под уже существующие. В этом случае несущая способность конструкций будет усилена перераспределением нагрузки на дополнительные балки или стойки. Последние, естественно, будут передавать нагрузку на перекрытия нижнего помещения.
Новые балки-дублёры точно так же, как и существующие, закрепляются в гнезде, обустроенном в несущей стене. Установка же стоек — хоть и более простая задача, однако она зачастую сопряжена с дополнительным нежелательным эффектом — такие опоры могут загромождать пространство и мешать беспрепятственному проходу по помещению. Важна и визуальная составляющая — опоры желательно декорировать для того, чтобы они гармонично вписались в дизайн помещения.
Итак, мы рассмотрели несколько основных, наиболее распространённых способов укрепления балок. Выбор конкретного метода зависит как от степени износа конструкций и нагрузки на них, так и от умений строителя, наличия необходимого инструментария, финансовых возможностей и свободного времени мастера.
Читайте также: