Усиление деревянных ферм металлом

Обновлено: 22.01.2025

Деревянные конструкции широко применялись в ста­рых жилых, общественных и реже в промышленных зда­ниях с нормальным температурно-влажностным режи­мом. Основная область применения конструкций из де­рева - покрытия с наружным отводом атмосферных вод и междуэтажные перекрытия. Многолетний опыт их эк­сплуатации показал, что при отсутствии увлажнения, проветривания, систематической защите от гниения де­ревянные конструкции обеспечивают длительный (не­сколько десятков лет) срок безопасной работы.

Для конструкций из дерева применяют преимущественно хвойные породы, а для ответственных деталей со­единении (шпонок, нагелей, вкладышей) - твердые лист­венные породы.

Частичный или полный ремонт деревянных конструк­ций чаще всего связан с некачественной их защитой от непосредственного увлажнения атмосферными или тех­ногенными водами, плохой термо- и пароизоляцией, от­сутствием систематической просушки древесины, не­удовлетворительной защитой от гниения и энтомологи­ческих разрушителей.

Гниение древесины происходит при влажности более 25 %, температуре от - 3 до +35. 70 °С, застойном воз­духе и заражении ее грибками. В сухой древесине с влажностью до 12 % и в древесине, находящейся в воз­душно-сухом состоянии (15. 18%), домовые грибки не развиваются. Деревянные конструкции, расположенные в воде и на сквозняке, грибками также не разрушаются. В связи с этим для длительной безопасной эксплуата­ции деревянных конструкций необходимо создать во­круг них соответствующие температурно-влажиостные условия. Если это невозможно по технологическим или другим соображениям, деревянные конструкции следует тщательно обработать ядохимикатами - антисептировать.

Антисептирование производят в весенний или летний период, так как в это время личинки жучков подходят к поверхности пораженной древесины и обеспечивается просушивание деревянных конструкций.

В качестве антисептиков используют водные раство­ры фтористого натрия и содового фтористого натрия (концентрация 3. 4%), кремнефтористого натрия (3. 4 %), кремнефтористого аммония (5. 10 %), хлористого цинка (5%), пасты на основе битумных материалов, кузбасслаке и т. д.

Антисептики в виде водных растворов применяют для тех деревянных конструкций, которые защищены от ув­лажнения и вымывающего воздействия воды. Антисеп­тические пасты используют для защиты деревянных кон­струкций, которые эксплуатируются в условиях повы­шенной влажности.

Деревянные элементы, подлежащие сплошной окрас­ке (окна, двери, чистые полы), не антисептируются. При влажности окружающей среды до 25 %, отсутствии опасности увлажнения или обеспечении быстрого высыхания конструкций применяют нормальное (одноразо­вое) антисептирование, при более сложных условиях эксплуатации - повышенное (удвоенное).

Защита деревянных конструкций от возгорания осу­ществляется огнезащитными составами - антипиренами (борной кислотой, бурой, сульфатом аммония и т.д. Для защиты наружных поверхностей применяют атмосферостойкие составы (ПХВ и парафин с пигментами, хлорлакойль, уайт-спирит, сурик и т.п.); при большой влажности (61. 75 %) - влагостойкую краску ХЛ-СЖ, сланцевую смолу, железный сурик; при влажности менее 60 % - неблагостойкую хлоридную краску ХЛ-К, силикатную краску СК-Л, суперфосфатную обмазку и др.

В огнезащитные составы могут добавляться антисеп­тики, которые не снижают огнезащитных свойств соста­ва и позволяют осуществить комбинированную защиту деревянных конструкций от возгорания и гниения.

Отсутствие качественных продухов или их заделка жильцами дома ухудшает вентиляцию деревянных кон­струкций, приводит к интенсивному гниению прежде всего опорных частей несущих балок и черного пола. Из-за плохой термоизоляции концы балок с северной стороны здания промерзают и увлажняются конденса­том. Увлажнение конструкций перекрытий приводит к повышению деформативности балок, их гниению и сни­жению эксплуатационной надежности.

При поражении гнилью опорных частей отдельных балок перекрытий взамен обрезанного сгнившего конца устанавливают две накладки из досок, сечение которых определяется расчетом и должно быть несколько боль­ше, чем сечение существующей балки (рис. 3.44).

При большом объеме повреждений применяют прут­ковые протезы, которые изготовляют заранее в мастер­ских. Длину протезов принимают на 10 % больше двой­ной длины обрезанного конца балки. Опорные части вы­полняют из швеллеров (№ 20-30 - для балок междуэтажных перекрытий, № 32-16 - для чердачных перекрытий).

Для установки прутковых протезов под дефектные балки подводят временные опоры, разбирают деревян­ное перекрытие по ширине на 75 см снизу и на 1,5 м сверху от стены, спиливают поврежденный участок бал­ки по длине примерно на 0,5 м, заводят протез в опорную нишу и скрепляют его с балкой гвоздями (рис. 3.45).

Рис. 44. Усиление опорной части балки перекрытия:

1- накладки; 2 - усиливаемая балка; 3- вкладыш; 4- соединительные элементы

Рис. 45. Усиление балок перекрытия прутковыми про­тезами:

1- прутковый протез; 2 - усиливаемая балка

Пораженную грибком древесину необходимо немед­ленно сжечь; новую древесину должны применять в воз­душно-сухом состоянии, а также обрабатывать огнеза­щитными составами и антисептиками.

При повышенных нагрузках на перекрытие в дере­вянных балках появляются продольные трещины в сред­ней зоне. Аналогичные трещины могут возникнуть и при усушке древесины.

При незначительных дефектах деревянных перекры­тий их ремонт осуществляют протезированием, наращиванием сечения балок, частичной заменой черного или чистого пола. Протезирование применяют при пораже­нии гнилью или жучками небольших участков балок, оно заключается в аккуратном вырезании дефектного участка и установкой на гвоздях (болтах) новой древе­сины. Места усиления должны быть соответствующим образом антисептированы.

При усилении наращиванием сечение балки увеличи­вается накладками расчетного сечения по всей длине или на части пролета. Усиливаемые элементы крепят к существующей балке гвоздями или болтами.

При достаточной толщине перекрытия усиление де­ревянных балок может быть осуществлено с помощью надбалок или подбалок, которые крепят к усиливаемой балке с помощью вертикальных болтов. Усиленные кон­цы балок междуэтажных перекрытий антисептируют и заделывают в стены наглухо, в чердачных перекрыти­ях балки оставляют открытыми сверху, утепляя их эф­фективным материалом.

Элементы усиления должны быть изолированы от каменной кладки (бетона) прокладкой из толя или ру­бероида.

При значительных дефектах деревянных балок реко­мендуются преобразование их в шпренгельные фермы, в балки составного сечения или полная замена путем установки рядом с поврежденной балкой новой.

Ремонт деревянных покрытий, как правило, связан с расстройством узловых соединений (появлением тре­щин в местах концентрации напряжений), обнаружением продольных трещин в стропильных конструкциях из-за усушки древесины или перегрузки кровли, гниением де­ревянных конструкций из-за плохого проветривания, за­мачивания, некачественного антисептирования и т. п. Чаще всего гниению подвержены мауэрлат и участки стропильных ног, примыкающих к нему. При перегрузке кровли появляются также расслоения древесины в стро­пилах в местах крепления затяжки.

Реконструкция кровли требуется при замене более легкого кровельного покрытия (например, кровельного железа) на более тяжелое (асбестоцементные листы). В этом случае, как правило, необходимо увеличить ук­лон стропил и их сечение.

Усиление стропил при незначительных повреждениях гнилью осуществляют протезированием или наращива­нием. При необходимости увеличения уклона устанавли­вают новые стропила, которые соединяют с существую­щими стойками и подкосами (рис. 46).

Рис.46. Усиление деревянных стропил:

1- усиливаемые стропила; 2- новые стропила; 3- подкос; 4- шпренгель

При наличии средней стены увеличения несущей способности стропил
можно добиться установкой дополнительных подкосов, а в случае ее отсутствия - второй по высоте затяжкой или шпренгелем.

Продольные трещины в стропилах стягивают металлическими хомутами на болтах.

Усиление деревянных стропильных ферм всех типов осуществляют различными способами с учетом характера обнаруженных дефектов:

- при загнивании опорных концов ферм вырезают опасный участок, заменяя его протезами;

- при недостаточной несущей способности стыка нижнего пояса (растянутого раскоса) устраивают дополнительные накладки или растянутые тяжи между узлами ферм;

- при потере устойчивости верхнего пояса или сжатых элементов решетки устанавливают дополнительные свя­зи или увеличивают сечения элементов, прикрепляя к ним с помощью болтов или гвоздей дополнительные бруски или доски.

Усиление деревянных арок и рам зависит от вида конструкции и характера обнаруженных дефектов. Наи­более простым способом усиления гнутых арок из не­скольких слоев досок, соединенных на гвоздях, является устройство обшивки из двух слоев досок, которые кре­пятся к вертикальным поверхностям арок также на гвоздях. Кружальные арки усиливают постановкой ря­дом со старой аркой новой из косяков и скреплением их гвоздями или болтами.

Гнутые арки можно усилить, превратив их в металлодеревянные фермы (рис. 47).

К распространенным дефектам в дощато-гвоздевых и клеефанерных рамах является выпучивание их ниж­них поясов в карнизных узлах. После разгрузки рам ниж­ние пояса выправляют и усиливают постановкой парных накладок или нашивкой фанерных диагональных фасонок. Усиленные сжатые пояса смежных рам должны быть раскреплены связями. Нижние растянутые пояса рам усиливают парными накладками или металлически­ми тяжами.

Тонкостенные пространственные деревянные своды-оболочки усиливают пришивкой по поверхности купола дополнительного кольцевого настила из реек или поста­новкой изнутри ребер жесткости. Ребра усиления долж­ны упираться в нижнее растянутое кольцо из стали и в верхнее сжатое кольцо из деревянных кружальных ко­сяков. Таким образом, тонкостенный купол-оболочка превращается в ребристый купол. Загнившую на неболь­ших участках дощатую обшивку сводов заменяют новой.

Рис.47 Усиление гнутых арок:

1- затяжка; 2- ферма усиления
4.3. Монтаж и демонтаж конструктивных элементов зданий и сооружений

Демонтаж строительных конструкций — механизированный процесс по их удалению в не разрушенном виде с использованием грузоподъемных, такелажных и транспортных средств. В процес­се демонтажа конструкций производят частичное разрушение от­дельных крепежных и связевых элементов.

Выбор методов производства работ и средств механизации за­висит от вида стесненности объекта, которая делится на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя стесненность определяется ограничениями габари­тов рабочих зон и проездов строительных машин и транспорта, естественными и искусственными препятствиями на территории площадки.

Внутренняя стесненность объекта обусловлена наличием во внутриобъектном пространстве препятствий в виде существующих строительных конструкций, станков, оборудования, демонтаж которых невозможен и неэкономичен.

При реконструкции зданий чаще применяются способы поэле­ментной разборки укрупненными блоками.

Технологическая последовательность выполнения монтажа и демонтажа конструкций определяет организацию работ по раз­дельной или комплексной схемам.

При раздельной схеме на первом этаже демонтируют все кон­струкции, подлежащие замене в пределах объекта. Затем монти­руют новые конструкции. Эту схему применяют в условиях, когда демонтаж конструкций не угрожает обрушением смежных элементов и потерей общей устойчивости зданий (преиму­щество — возможность использования кранов, недостаток — не­обходимость выполнять большой объем работ по усилению кон­струкций и обеспечению общей устойчивости здания).

Комплексная схема предусматривает совмещение демонтажа и монтажа конструкций с соблюдением условий, обеспечивающих достаточную прочность, жесткость и устойчивость смежных кон­струкций и сооружения в целом. Монтажные и демонтажные ра­боты выполняют с использованием одного и того же комплекта машин по захваткам и ячейкам. При этом открывается фронт для последующих работ, в результате чего сокращаются общие сроки реконструкции.

4. Усиление кирпичных, каменных и деревянных конструкций зданий

4.2. Основные способы усиления деревянных конструкций зданий [2, 9]

Частичный или полный ремонт деревянных конструкций чаще всего связан с некачественной их защитой от непосредственного увлажнения атмосферными или техногенными водами, плохой термо- и пароизоляцией, отсутствием систематической просушки древесины, неудовлетворительной защитой от гниения и энтомологических разрушителей.

В связи с этим для длительной безопасной эксплуатации деревянных конструкций необходимо создать вокруг них соответствующие температурно-влажностные условия. Если это невозможно по технологическим или другим соображениям, деревянные конструкции следует тщательно обработать ядохимикатами, т.е. антисептировать.

Антисептирование производят в весенний или летний период, так как в это время личинки жучков подходят к поверхности пораженной древесины и обеспечивается просушивание деревянных конструкций. Антисептики в виде водных растворов применяют для тех деревянных конструкций, которые защищены от увлажнения и вымывающего воздействия воды. Антисептические пасты используют для защиты деревянных конструкций, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности.

Деревянные элементы, подлежащие сплошной окраске (окна, двери, чистые полы), не антисептируются. При влажности окружающей среды до 25 %, отсутствии опасности увлажнения или обеспечении быстрого высыхания конструкций применяют нормальное (одноразовое) антисептирование, при более сложных условиях эксплуатации - повышенное (удвоенное).

Защита деревянных конструкций от возгорания осуществляется специальными огнезащитными составами - антипиренами. В огнезащитные составы могут добавляться антисептики, которые не снижают огнезащитных свойств состава и позволяют осуществить комбинированную защиту деревянных конструкций от возгорания и гниения.

Наиболее уязвимыми местами загнивания деревянных конструкций являются опорные узлы и крепления. Устранение загнивания достигается прокладками из рубероида, антисептированием древесины, созданием условий, не допускающих увлажнения древесины. Подтягивание болтов соединений, тяжей, затяжек, стяжных муфт производится при обнаружении провисания, неравномерности натяжения отдельных элементов и при уменьшении жесткости деревянных конструкций.

При поражении гнилью опорных частей отдельных балок перекрытий взамен обрезанного сгнившего конца устанавливают две накладки из досок, сечение которых определяется расчетом и должно быть несколько больше, чем сечение существующей балки (рис. 4.15).


Рис. 4.15 Усиление балок перекрытия прутковыми протезами: 1 - прутковый протез; 2 - усиливаемая балка; 3 - вкладыш; 4 - соединительные элементы

При большом объеме повреждений применяют прутковые протезы, которые изготовляют заранее в мастерских. Длину протезов принимают на 10 % больше двойной длины обрезанного конца балки. Опорные части выполняют из швеллеров (№ 20-30 - для балок междуэтажных перекрытий, № 12-16 - для чердачных перекрытий).

Для установки прутковых протезов под дефектные балки подводят временные опоры, разбирают деревянное перекрытие по ширине на 75 см снизу и на 1,5 м сверху от стены, спиливают поврежденный участок балки по длине примерно на 0,5 м, заводят протез в опорную нишу и скрепляют его с балкой гвоздями (рис. 4.16).

Новую древесину должны применять в воздушно-сухом состоянии, а также обрабатывать огнезащитными составами и антисептиками.

При повышенных нагрузках на перекрытие в деревянных балках появляются продольные трещины в средней зоне. Аналогичные трещины могут возникнуть и при усушке древесины.

При незначительных дефектах деревянных перекрытий их ремонт осуществляют протезированием, наращиванием сечения балок, частичной заменой черного или чистого пола. Протезирование применяют при поражении гнилью или жучками небольших участков балок, оно заключается в аккуратном вырезании дефектного участка и установкой на гвоздях (болтах) новой древесины. Места усиления должны быть соответствующим образом антисептированы.

При усилении наращиванием сечение балки увеличивается накладками расчетного сечения по всей длине или на части пролета. Усиливаемые элементы крепят к существующей балке гвоздями или болтами.


Рис. 4.16 Усиление балок перекрытия прутковыми протезами: 1 - прутковый протез; 2 - усиливаемая балка

При достаточной толщине перекрытия усиление до деревянных балок может быть осуществлено с помощью надбалок или подбалок, которые крепят к усиливаемой балке с помощью вертикальных болтов. Усиленные концы балок междуэтажных перекрытий антисептируют и заделывают в стены наглухо, в чердачных перекрытиях балки оставляют открытыми сверху, утепляя их эффективным материалом. Элементы усиления должны быть изолированы от каменной кладки (бетона) прокладкой из толя или рубероида.

При значительных дефектах деревянных балок рекомендуется преобразование их в шпренгельные фермы, в балки составного сечения или полная замена путем установки рядом с поврежденной балкой новой.

Ремонт деревянных покрытий, как правило, связан с расстройством узловых соединений (появлением трещин в местах концентрации напряжений), обнаружением продольных трещин в стропильных конструкциях из-за усушки древесины или перегрузки кровли, гниением деревянных конструкций из-за плохого проветривания, замачивания, некачественного антисептирования и т.п. Чаще всего гниению подвержены мауэрлат и участки стропильных ног, примыкающих к нему. При перегрузке кровли появляются также расслоения древесины в стропилах в местах крепления затяжки.

Реконструкция кровли требуется при замене более, легкого кровельного покрытия (например, кровельного железа) на более тяжелое (асбестоцементные листы). В этом случае, как правило, необходимо увеличить уклон стропил и их сечение.

Усиление стропил при незначительных повреждениях гнилью осуществляют протезированием или наращиванием. При необходимости увеличения уклона устанавливают новые стропила, которые соединяют с существующими стойками и подкосами (рис. 4.17). При наличии средней стены увеличения несущей способности стропил можно добиться установкой дополнительных подкосов, а в случае ее отсутствия - второй по высоте затяжкой или шпренгелем.


Рис 4.17. Усиление деревянных стропил: 1 - усиливаемые стропила; 2 - новые стропила; 3 - подкос; 4 - шпренгель

- при потере устойчивости верхнего пояса или сжатых элементов решетки устанавливают дополнительные связи или увеличивают сечения элементов, прикрепляя к ним с помощью болтов или гвоздей дополнительные бруски или доски.

Усиление деревянных арок и рам зависит от вида конструкции и характера обнаруженных дефектов. Наиболее простым способом усиления гнутых арок из нескольких слоев досок, соединенных на гвоздях, является устройство обшивки из двух слоев досок, которые крепятся к вертикальным поверхностям арок также на гвоздях. Кружальные арки усиливают постановкой рядом со старой аркой новой из косяков и скреплением их гвоздями или болтами. Гнутые арки можно усилить, превратив их в металлодеревянные фермы (рис. 4.18).

К распространенным дефектам в дощато-гвоздевых и клеефанерных рамах является выпучивание их нижних поясов в карнизных узлах. После разгрузки рам нижние пояса выправляют и усиливают постановкой парных накладок или нашивкой фанерных диагональных фасонок. Усиленные сжатые пояса смежных рам должны быть раскреплены связями. Нижние растянутые пояса рам усиливают парными накладками или металлическими тяжами.


Рис. 4.18 Усиление гнутых арок: 1 - затяжка; 2 - ферма усиления

Тонкостенные пространственные деревянные своды-оболочки усиливают пришивкой по поверхности купола дополнительного кольцевого настила из реек или постановкой изнутри ребер жесткости. Ребра усиления должны упираться в нижнее растянутое кольцо из стали и в верхнее сжатое кольцо из деревянных кружальных косяков. Таким образом, тонкостенный купол-оболочка превращается в ребристый купол. Загнившую на небольших участках дощатую обшивку сводов заменяют новой.

Во многих случаях эффективными мероприятиями по усилению поврежденных стоек, балок, ферм при наличии опасных трещин, разрывов, гнили, значительных прогибов являются установка дополнительных стальных или деревянных накладок на болтах, применение стальных шпренгелей или дополнительных опор. Сильно поврежденные конструкции, если позволяют условия, заменяются на новые.

Временное усиление поврежденных конструкций деревянными элементами (рис. 4.19) при аварийном состоянии строительных конструкций и возможность их обрушения производят установкой:

- подкрепляющих стоек из бревен и брусьев при высоте до 6,5 м (рис. 4.19 а);

- пространственных опор из бревен и брусьев, при высоте более 6,5 м (рис. 4.19 б).



Передача нагрузки от конструкции производится с помощью подкладок с обязательным подклиниванием стоек. В одиночных и двойных стойках подклинивание производится под низ стойки, а в пространственных клинья ставят между верхом стойки и подпираемой конструкцией.

Крепление стен по схеме рис. 4.19 в, применяется при высоте стен до 6 м, а по схеме рис. 4.19 г - при высоте 6-12 м.

Усиление деревянных конструкций (рис. 4.20) при частичном разрушении древесины подрезами, смятиями под шайбами болтов, разрывами, сколами, гнилью осуществляется с помощью дополнительного крепления гвоздями или болтами досок, брусьев, накладок, швеллерных профилей.


Рис. 4.20 Усиление деревянных прогонов и стоек: а - с помощью швеллерных профилей; б, в - с помощью накладок; г - с помощью досок или брусьев; 1 - скрепляющие болты; 2 - швеллер; 3 - накладка; 4 - доски (брусья); д - стойка с разрушенным основанием; 5 - трещины; ж - пристыковка нового основания стоек с помощью врубки вполдерева; е - заключение основания стойки в обойму из швеллерных профилей

Разрушенное гнилью основание стоек отрезают и пристыковывают новое с помощью врубки «вполдерева». При наличии опасности повторного гниения основание заключают в обойму из швеллерных профилей.

Усиление узлов деревянных конструкций (рис. 4.21) производят следующим образом:

- при разрушении опоры балки, находящейся в кладке и гнили, осуществляется с помощью наращивания поврежденного конца стальными уголками или швеллерными профилями (рис. 4.21 а);

- при образовании трещин в опорном узле врубки зубом и в стыковом узле балок при наличии поперечной силы - укреплением скрепляющими болтами (рис. 4.21 б, в).


Рис. 4.21 Усиление узлов деревянных конструкций: а - опоры балки; б - опорного узла врубки; в - стыкового узла балок; 1 - кладка; 2 - стальные уголки усиления; 3 - скрепляющие болты; 4 - балка; 5 - трещина

Усиление деревянной фермы

Подскажите пожалуйста как усилить эту ферму?
Есть ферма деревянная (см. фото) пролет 9 м, у нее отсутствует один раскос (украли. россия). Она имеет прогиб приличный. К нижнему поясу фермы в узлах подвешены деревянные балки потолка на стальных тяжах. Т. К. ферма прогнулась то и потолок имеет большой прогиб.
Требуется не изменяя прогиба (так как на потолке штукатурка и она может отвалится) ну или желательно не изменяя прогиба, усилить ферму чтобы она несла нагрузку от крыши и потолка, т.к. сейчас вся нагрузка передалась на смежные фермы, и если будет зимой приличный снег то все завалится
А вообще возможно и нужно ли её усилять? или может быть заменить её на балку или стальную ферму?

Зима на исходе. Крыша не обрушилась. Незамедлительно нужно и можно восстановить растянутый подкос фермы по аналогии ферм справа и слева от рассматриваемой.
Просадка (провис) потолка неизбежен, если этого не сделать.
Под прогон кровли подставить брусок с опиранием на верхний поя фермы.

Здравствуйте!
Плохо что нет фотографии общего вида стропильной системы, поэтому может не до конца все правильно домыслил.
Исходя из увиденного на фотографиях:
1. Верхний пояс взят в обойму из уголков уже после утраты раскоса?
2. По характеру прогиба в зоне обоймы, могу предположить что брус в этом месте подвержен уже сильному гниению, или сломан.
3. Тоже самое с брусом нижнего пояса в месте установки мет. тяжа.
В качестве ремонта предложил бы следующее:
1. Ремонт выполнять когда крыша разгружена.
2. С помощью струбцины (домкрата или скрутки) потихоньку приподнять-подтянуть и выровнить (на сколько позволит штукатурка) верхний пояс фермы (скорее всего удастся подтянуть и выровнить без проблем), подтянуть используя выше лежащие стропила и соседние фермы. Это позволит включить в работу установленный заново раскос.
3. Если уверены в целостности бруса на участке с обоймой, то просто затянуть хомуты обоймы после выравнивания. Если все таки брус поврежден, то я бы убрал обойму и выполнил деревянные накладки с боков стянув из болтами, сечение двух накладок в сумме равно сечению бруса, накладоки на всю длинну между соседними узлами.
4. Возможно то же сделал бы и с нижним поясом, в зависимости от его состояния.
5. Установить раскос и потихоньку ослабить и убрать после этого скрутку подвес верхнего пояса.
Ни что не мешает конечно выполнить рядом новую балку или ферму из металла, но здесь выбирать Вам, что дешевле или проще.

1. Верхний пояс взят в обойму из уголков уже после утраты раскоса?
2. По характеру прогиба в зоне обоймы, могу предположить что брус в этом месте подвержен уже сильному гниению, или сломан.
3. Тоже самое с брусом нижнего пояса в месте установки мет. тяжа.

1. Да после утраты раскоса
2. Пояс гнилой
3 Нижний тоже гнилой

Вообще в принципе мне все понятно, но остается один вопрос:
как это все поддомкратить? из помещения? я думаю что это маловероятно ведь его высота почти 6 метров.
Попробуем использовать смежные фермы, но тоже нехотелось бы их сильно загружать ведь их возраст около полтинника.

Из помещения скорее всего и не получится, давить снизу на нижний пояс смысла нет. Подвешивать надо через стропильную систему и соседние фермы. На счет перегруза соседних ферм можно думаю не волноваться, т.к. масса лежащего на них снега зимой гораздо больше массы восстанавливоемой фермы, главное избегать сосредоточенных нагрузок на соседние конструкции.

Да я согласен что масса фермы мала, но к ферме то подвешен потолок который оштукатрен и на потолке лежит утеплитель - фиброплита

Это понятно. Можете прикинуть примерно сколько весит потолок с утеплителем и снег на 1м2, затем рассуждения такие:
1. На каждую соседнюю ферму придет половина с ремонтируемой, потолка и собств веса самой фермы.
2. Утеплитель в этой зоне можно временно снять
3. При подтягивании верхнего пояса фермы потолок полностью подтягиваться не будет, скорее сама ферма будет просто деформироваться, в какой-то степени потолок конечно приподнимется, но в Вашем случае это не первоочередная цель (как я понял, основная Ваша цель обеспечить несущую способность фермы)
4. Подтягивание прозволит включить в работу новые элементы отремонтированной фермы без увеличения уже существующего прогиба, а при хорошем раскладе может и уменьшится существующий прогиб.
5. Ну и потом при поддомкрачивании конечно надо хотя-бы визуально наблюдать за поведением конструкций на месте, чтобы вовремя остановить работы.
Ну а вообще из опыта ведения таких работ думаю что наличие в Вашем случае еще дополнительных стропил с обрешеткой выше ферм дают еще плюс к жесткости всей конструкции, поэтому при отсутствии снега все должно получиться нормально, главное повторюсь поднимать медленно и следить за конструкциями.

Усиление деревянных конструкций

Усиление деревянных конструкций необходи­мо при: изменении начального технологического режима эксплу­атации; значительном возрастании нагрузки от оборудования и материалов; превышение несущей способности конструкций; до­пущении серьезных ошибок при проектировании, в результате которых несущая способность конструкций оказалась понижен­ной; недоброкачественных конструкциях, когда была применена древесина пониженной прочности с недопустимыми пороками или соединения выполнены с нарушением технологии и опасными дефектами; эксплуатации конструкций в ненормальных условиях; значительных перегрузках, увлажнении, механических поврежде­ниях, загнивании, приведших к снижению их несущей способ­ности.

Составление проекта усиления является первым этапом работ по усилению конструкций. Его выполняют на основании данных дефектных ведомостей, составленных в процессе осмотра - об­следования конструкций, сопровождаемых их точными обмерами. Прочность древесины усиливаемых конструкций должна быть оп­ределена путем испытаний стандартных образцов, вырезанных из ненагруженных частей конструкций. Обычно достаточно про­вести простейшие испытания образцов на сжатие вдоль волокон. Проект усиления должен учитывать все особенности эксплуата­ции конструкций, содержать рабочие чертежи деталей усиления и указания по производству работ. В проекте должны быть указания по антисептированию древесины конструкций и реко­мендации по их эксплуатации, а также предусмотрены мероприя­тия по технике безопасности.

Разгрузка конструкций является первым необходимым этапом производства работ по усилению. Разгрузку производят в большинстве случаев путем подпирания или вывешивания конструкций временными стойками из бревен или брусьев, при помощи клиньев (рис. 1) или домкратов, на которые передается вся нагрузка, действующая на конструкцию, включая их собственную массу. При подпирании конструкции поднимаются до такого положения, когда их прогиб исчезает.

При усилении опорных частей цельных балок можно ограни­читься одиночными стойками, подведенными под балки близ их опор. При усилении составных балок, ферм, арок и рам они должны быть подперты рядом стоек. Количество и размеры се­чений стоек зависят от пролета и нагрузки на конструкции и определяются по расчету.

Фермы, арки и рамы рекомендуется подпирать стойками двой­ного сечения с ветвями, располагаемыми по обе стороны конст­рукций, в фермах близ узлов верхнего пояса. Стойки чаще уста­навливают на парные, горизонтально положенные, острые широ­кие клинья из твердой древесины, встречная забивка которых позволяет поднимать стойки вместе с конструкциями. При необ­ходимости подъема конструкций на значительную высоту приме­няют винтовые домкраты.

В тех случаях, когда покрытие имеет слой тяжелого утепли­теля, например шлака, который по проекту усиления должен быть заменен на более легкий, следует произвести снятие утеп­лителя до начала усиления конструкций. После окончания работ по усилению стойки убирают, причем снятие с них нагрузок должно производиться постепенно, без рывков.

Усиление балочных покрытий и перекрытий в случае их пере­грузки, когда они не имеют никаких дефектов, наиболее целе­сообразно произвести путем уменьшения действующих на них нагрузок. Для этого можно поставить дополнительные балки рядом или в промежутке между существующими. Такой же эф­фект дает замена утеплителя или засыпки на более легкие.

Рекомендуемые материалы

Усиление опорных частей прогонов и балок, опертых на на­ружные стены и пораженных гниением, производят следующим образом (рис. 2, а). После подпирания балки близ опоры пораженный гниением конец отрезают и сжигают. Удаленный конец балки заменяют новым металлическим или деревянным, называемым иногда протезом. Металлический протез состоит из отрезков стального швеллера или двух уголков, которые прикре­пляются к концу балки двумя болтами, а между металлом и дре­весиной прокладывается слой гидроизоляции.

Усиление составных балок (рис. 2,6). Наиболее часто встречается такой дефект составных балок, как недостаточное количество или неудовлетворительное качество соединений, не обеспечивающее совместную работу элементов балок. В балках на податливых соединениях может быть поставлено недостаточ­ное количество гвоздей, дубовых пластинок или может произойти скалывание древесины шпонок или колодок. В клееных балках может иметь место недостаточная прочность клееных соединений или имеются недопустимые непроклейки.

Усиление дощато-гвоздевых балок после их вывешивания производят путем дополнительной забивки гвоздей.

Усиление брусчатых и дощатоклееных балок после их подпи­рания производят с помощью накладок. С обеих сторон к балке по всей длине прибивают гвоздями полосы водостойкой фанеры толщиной не менее 10 мм. Такие гвозди не должны попадать в щели между брусьями или досками, поэтому забивать их следует по шаблону.

Усиление нижних поясов ферм. Нижние деревянные пояса ферм чаще других стержней нуждаются в усилении. Они явля­ются самыми ответственными растянутыми элементами конструк­ций. Однако в практике строительства их иногда изготовляют из древесины несоответствующей категории качества с недопус­тимыми пороками. В этом случае они требуют обязательного усиления - местного или общего. Местное усиление применяют в тех случаях, когда недопустимые дефекты концентрируются в отдельных точках пояса. Усиление в этом случае производят путем установки в этих точках дощатых накладок на болтах (рис. 3, а). Площадь сечения накладок принимают не меньше чем площадь сечения усиливаемого элемента. В некоторых слу­чаях для уменьшения податливости соединения применяются на­тяжные стыки из отдельных дощатых накладок на болтах, стя­нутых стальными тяжами с гайкой и уголковыми траверсами (рис. 3,6).


Общее усиление нижнего пояса (рис. 4, б) применяют в тех случаях, когда он имеет по длине многочисленные дефекты, и выполнение местных усилений нецелесообразно. В этом случае вдоль всего нижнего пояса ставят с боков два тяжа из арматур­ной стали, которые при помощи гаек крепят к поперечным тра­версам из прокатного металла, опирающимся на опорные узлы фермы.


В лекции "1 Пpоисхождение и эволюция Вселенной" также много полезной информации.

Усиление опорных узлов ферм (рис. 4, а). Опорные узлы ферм, опирающиеся на наружные стены, нередко систематически увлажняются и подвергаются серьезным гнилостным пораже­ниям. Это ставит под угрозу несущую способность всей конструк­ции. Усиление дефектных опорных узлов производят путем заме­ны их стальными, называемыми протезами. После того как ферма полностью разгружена и стоит на подпорках, дефектный опорный узел отрезается.

Новый опорный узел - протез - в большинстве случаев изго­товляют из прокатной стали сварной конструкции. Он может состоять из двух горизонтальных и двух наклонных швеллеров, расставленных на ширину сечений поясов фермы. К горизонталь­ным швеллерам приваривают опорный лист. Между наклонными швеллерами приваривают стальную диафрагму. Верхний пояс фермы вводится между наклонными швеллерами протеза, упи­рается торцом в диафрагму и закрепляется монтажными бол­тами. Нижний пояс фермы вводится между горизонтальными швеллерами и соединяется с ними двумя рядами расчетных болтов.

Усиление верхних поясов ферм. Сжатые и сжато-изгибаемые стержни верхних поясов ферм, имеющие составное сечение, в ряде случаев при недостаточном количестве или качестве соеди­нений теряют проектную форму и выходят из своей плоскости. Их усиление заключается в установке рядом с ними, со стороны, противоположной выпучиванию, дополнительного бруса на бол­тах, препятствующего росту прогибов. Можно также путем натя­жения этих болтов или при помощи домкрата предварительно выпрямить элемент.

Сжато-изогнутые элементы конструкций, прогибающиеся в направлении изгиба, усиливают двусторонними фанерными или дощатыми обшивками на гвоздях аналогично составным балкам.

Усиление конструкции в целом производят при многочислен­ных дефектах и недостаточной общей несущей способности. Кон­струкции таких усилений всегда строго индивидуальны. Во мно­гих случаях достаточно эффективным является усиление конст­рукции стальными тяжами с нарезками и гайками на концах. Такие тяжи могут вводиться в состав решетки ферм в виде дополнительных растянутых раскосов или стоек. Они могут обра­зовывать непрерывные дополнительные растянутые пояса, так называемые подпружные цепи, тянущиеся от одной опоры до другой. В пролете подпружные цепи могут быть опущены при помощи дополнительных стоек значительно ниже нижней кромки конструкции. При этом общая высота конструкции увеличива­ется и соответственно усилия сжатия в ее верхнем поясе суще­ственно уменьшатся.

Усиление дефектных гибких арок может быть произведено путем установки ниже их дополнительной решетки, благодаря чему арка превращается в значительно более жесткую сегмент­ную ферму. В случаях, когда дефекты конструкции настолько серьезны, что ее усиление нецелесообразно, конструкцию удаля­ют и заменяют новой.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях



Необходимость ремонта или усиления конструкций возникает при изменении условий эксплуатации, габаритов здания, увеличении технологических нагрузок в связи с планируемой реконструкцией, при отнесении конструкций к 3-й и 4-й категориям технического состояния и другими причинами.

Основные требования к усилению конструкций:

- обеспечение необходимой несущей способности, надежности и долговечности;
- включение в работу элементов усиления, обеспечение их совместной работы с основной конструкцией;
- элементы усиления не должны изменять положение центра тяжести основного сечения и нарушать центровку элементов в узлах конструкций.

Усиление конструкций выполняется при отсутствии временных нагрузок: снеговой нагрузки - на покрытии и технологических - на перекрытиях.

Выбор того или иного способа усиления (или их комбинаций) зависит от технического состояния конкретной конструкции. Классификация основных способов усиления конструкций приведена в табл. 14.1.

Наиболее эффективными считаются способы усиления конструкций путем изменения статической (конструктивной) схемы (введение затяжек, устройство дополнительных стоек, подкосов — рис. 14.18. 14.20). Эти способы рекомендуется применять, как правило, при неудовлетворительном техническом состоянии конструкций, при наличии свободного пространства под усиливаемой конструкцией.

Как отмечалось в главе 12, чаще всего встречаются случаи поражения деревянных конструкций домовыми грибами. При незначительных биологических повреждениях древесины (загнивание на глубину 1.. .3 см) необходимо механическим способом снять загнивший поверхностный слой древесины с захватом здоровых слоев на глубину 2. 3 см и обработать этот участок антисептиком.

При значительном грибковом поражении (на глубину до 1/4 сечения элемента) загнившая часть древесины удаляется полностью с захватом здоровых слоев на глубину 2 . 3 см и прилегающих участков длиной до 0,3 м здоровой на вид древесины. Проверочным расчетом решается вопрос об усилении накладками ослабленного сечения.

При гнилостных разрушениях на глубину более 1/4 сечения (опорные части балок, ферм) рекомендуется полностью выпилить пораженный участок с захватом прилегающих участков длиной до 0,5 м здоровой древесины. Ослабленное сечение усиливается одним из приводимых ниже способов (рис. 14.21).

Каменные и бетонные поверхности, примыкающие к пораженным участкам древесины (балочные гнезда, кирпичные столбы и т. д.), тщательно очищаются от грибковых образований и обрабатываются маслянистыми антисептиками.

. Ремонт стоек сплошного сечения, имеющих излом или выпучивание из плоскости, заключается в восстановлении проектного положения элемента и увеличении его жесткости в плоскости изгиба путем установки деревянных накладок и прокладок на болтах. Накладки ставятся со стороны вогнутости деформированного элемента. При значительном биологическом разрушении стоек (более 1/2 сечения) в опорных узлах производится их предварительная разгрузка путем постановки рядом временной стойки на домкрате. Поврежденная часть стойки выпиливается и заменяется новой того же сечения. Новая вставка тщательно приторцовывается к основной стойке и скрепляется с ней деревянными или стальными накладками на болтах.

Усиление цельных балок. Балки с механическими ослаблениями, надрывами растянутых волокон, недопустимыми прогибами (более 1 /200/) усиливают деревянными накладками на болтах или изменяют конструктивную схему введением шпренгеля или установкой промежуточной стойки.




Чердачные балки можно подвешивать к стропильным ногам. При ремонте опорных частей балок, применяются деревянные или стальные протезы (рис. 14.21).

Усиление двутавровых балок с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях. В случае местного повреждения нижнего пояса балки, этот дефект перекрывается парными накладками на болтах или натяжных металлических хомутах. При наличии значительного прогиба (более 1/200l) усиление балки производится постановкой дополнительных поясов или путем устройства стального тяжа по всей длине нижнего пояса балки.

Усиление стропил. Наиболее часто встречающееся повреждение стропил - загнивание их опорных частей и прилегающих участков мауэрлатов. В этом случае концы стропильной ноги вывешивают, выпиливают сгнившие части стропильной ноги и мауэрлата, затем укладывают слой гидроизоляции, новый мауэрлат, усиливают стропильную ногу парными накладками из досок, прикрепляя их гвоздями к здоровой части стропил, и закрепляют стропильную ногу на место скобой.

Усиление ферм. Растянутые элементы (нижние пояса, раскосы, стойки) усиливаются с помощью деревянных накладок на болтах или натяжных металлических хомутов, дублируются или заменяются стальными тяжами. Деформированные сжатые элементы ферм усиливаются постановкой накладок и прокладок на гвоздях и болтах. Опорные узлы усиливаются стальными протезами.

Усиление клееных деревянных конструкций. Клееные деревянные конструкции нуждаются в усилении при механических повреждениях сечения и в случае значительных расслоений по клеевым швам. При механических повреждениях ослабленные участки конструкций перекрываются стальными накладками на болтах и глухарях или, при наличии технологических условий, наклеиваются дополнительные слои досок с клее-гвоздевой запрессовкой.

Наиболее часто в КДК расслоение по клеевым швам встречается в сечениях с максимальной поперечной силой (например, вблизи опорных узлов), а также в местах концентрации больших внутренних напряжений при растяжении древесины поперек волокон (например, в арках на участках с положительным изгибающим моментом, который стремится разогнуть криволинейный элемент). Основная причина расслоений по клеевым прослойкам - некачественное изготовление конструкций. Характерные места возникновения этих дефектов в стрельчатых арках показаны на рис. 14.22.

Рекомендуются следующие способы усиления конструкций:

- при местном расслоении отдельных слоев на глубину до 1/3 сечения в опорных узлах сечение перекрывается боковыми накладками из бакелизированной фанеры марки ФБС на эпоксидном клее с гвоздевой или шурупной запрессовкой (узел 1 на рис. 14.22), поверхность конструкций в местах приклеивания накладок предварительно фрезеруется;

- при сквозном расслоении нескольких клеевых швов на небольших по протяженности участках (2. 4 м) элемент усиливается системой из стальных уголков и стяжек (узел 3 на рис. 14.22) или стальными пластинчатыми нагелями (узел 4 на рис. 14.22 - по типу нагелей Деревягина) и поврежденный участок стягивается хомутами; или производится вклеивание арматурных стержней на эпоксидном клее в предварительно просверленные вертикальные или наклонные глухие отверстия;

- при наличии многих сквозных трещин на локальном участке в опасном сечении можно усилить такой участок натяжными хомутами по типу растянутого стыка конструкции Б. А. Освенского (узел 2 на рис. 14.22).

Для снижения внутренних усилий и уменьшения опасности дальнейших расслоений эффективно введение в конструктивную схему различных затяжек (рис. 14.19). При многочисленных сквозных расслоениях практически по всей длине элемента необходима его замена. На рис. 14.23 и 14.24 показаны практические примеры усиления конструкций. Расчет усиления конструкций является сложной инженерной задачей и дается в специальной литературе.

Читайте также: