Способ усиления балки перекрытия

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Основным элементом чердачных и межэтажных перекрытий 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.

Усиление балок 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.

h

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

Монтаж пруткового протеза

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

Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.

Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.

Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)

Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.

Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Усиление балок шпренгельными затяжками

Тип усиление с изменением услой работы

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

Тип изменение условий работы конструкций

h

Изменение схемы работы

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

Усиление перекрытий путем установки 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.

Источник

Как правильно усилить балку перекрытия?

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 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.

Деревянные балки перекрытия – из чего делают, характеристики, особенности разных видов

В современном строительстве деревянные балки перекрытия используются наравне с железобетонными или металлическими деталями. Независимо от разновидности они должны соответствовать своему назначению, надежно распределять нагрузку от крыши, стен, расположенных выше предметов мебели, коммуникаций.

Из чего делают деревянные балки перекрытия?

Для данной цели преимущественно применяют древесину хвойной породы. Лучше всего подходит лиственница, сосна или ель. Оптимальная величина влажности материала – до 14%. Пиломатериалы с большим количеством сучков выбраковывают. Балки перекрытия из дерева распространенных лиственных пород обладают меньшей прочностью и долговечностью. Волокна древесины должны располагаться вдоль длины. Перед монтажом обязательно деревянные элементы обрабатывают огнестойкими составами и антисептиками.

Характеристики деревянных балок перекрытия

При неправильном выборе деревянные балки для перекрытия могут прогибаться или разрушиться в точках заделки. Хорошо высушенная древесина хвойных пород обладает приемлемыми характеристиками для использования в качестве элементов перекрытия:

1. При нормальных режимах эксплуатации плотность древесины составляет 500 кг/м³, для улицы и влажных помещений – 600 кг/м³.
2. Предел прочности хвойных пород на изгиб – около 75 МПа.
3. Деревянные балки просты в использовании.
4. Благодаря небольшому весу конструкции из древесины оказывают меньшую нагрузку на основание дома.
5. Возможность самостоятельной установки без применения дополнительных дорогих материалов.
6. Мелкий ремонт можно производить в процессе эксплуатации.
7. Меньшая стоимость в сравнении с железобетонными плитами.
8. Хорошая ремонтопригодность.
9. Отлично подходят для возведения частных коттеджей с небольшой величиной пролета.
10. Дерево – экологически чистый материал.

Минусы деревянных балок перекрытия:

1. Нужна обязательная обработка антисептиками против воздействия грибков и плесени.
2. Дерево – горючий материал, поэтому требует обязательной пропитки огнеупорными составами.
3. Не подходят для зданий с большими пролетами.
4. Уступают по допустимой нагрузке железобетонным конструкциям.
5. Лиственные породы плохо подходят для использования в качестве балок перекрытия.
6. Перепады температуры могут приводить к деформации деревянных элементов.
7. При влажности более 14% повышается риск критического прогиба.

Размеры деревянных балок перекрытия

Выбор сечения зависит непосредственно от шага установки и длины пролета. Если планируете производить перекрытие по балкам из древесины, то минимальные размеры можно выбирать из таблицы в зависимости от расчетной нагрузки. Размеры прямоугольных брусьев по ширине – 4-20 см, по высоте – 10-30 см. Диаметр оцилиндрованного бревна выбирают в пределах от 11 до 30 см.

Размеры допустимой нагрузки на перекрытия:

1. Для не нагруженного чердачного помещения – 130-150 кг/м².
2. Используемое чердачное помещение – до 250 кг/м².
3. Межэтажные перекрытия – 350-400 кг/м².

Размеры деревянных двутавровых балок:

1. Поперечные габариты – от 65х200 мм до 85х280 мм.
2. Высота балок ДДБ – от 200 до 320 мм.
3. Сечение бруса – 42х85 мм.
4. Длина – до 6 м.

Виды деревянных балок перекрытия

В общей смете на строительство стоимость данных работ доходит до 15-20%. Чердачное перекрытие по деревянным балкам разрешает сократить расходы, уменьшить трудозатраты, отказаться от использования аренды грузоподъемных механизмов. Для монтажа быстровозводимых зданий в частном секторе отлично подходят брусья и бревна из хвойных пород. Можно использовать их современные аналоги из клееного материала и OSB-плит, прочных и долговечных металлодеревянных изделий.

Доска для перекрытия

Размеры и характеристики используемого материала следует подбирать, исходя из длины пролета и расчетной нагрузки. Возводя перекрытие первого этажа по деревянным балкам, нужно помнить, что на прочностные характеристики и жесткость большее влияние оказывает высота сечения, а не его ширина. При длине до 4 м разрешается применение толстой качественной доски ходовых размеров – 50х200 мм, 50х100 мм. При длине пролетов от 6 м лучше приобретать более подходящие конструкции из железобетона.

Двутавровая балка перекрытия

Двутавры производятся из клееного сухого бруса (влажность до 8%) и OSB-плит. Материалы сращиваются под прессом при помощи клея (D4 или аналогов). Далее конструкция для крепости усиливается метизами, обрабатывается огнезащитными составами и антисептиками. Балки на перекрытия данного типа стоят дороже природного обработанного бруса, но обладают следующими плюсами:

1. Сравнительно легкий вес.
2. Двутавровые деревянные балки перекрытия имеют высокую прочность и надежность.
3. Отличная точность размеров.
4. Низкая теплопроводность.
5. Деревянные балки из OSB-плит имеют огнебиозащитное покрытие первой степени.
6. Экологичность в пределах нормы.

LVL-брус

Этот материал получают путем склеивания нескольких подготовленных листов древесины. Технология разрешает получать изделия большой длины, что помогает возводить перекрытие второго этажа по деревянным балкам с меньшим количеством опор. При этом в финале конструкция будет обладать значительно меньшим весов в сравнении со стропильной системой из природной доски или бруса.

1. Балочные перекрытия из LVL-бруса обладают повышенной прочностью.
2. Небольшая масса
3. Однородность структуры.
4. Влагостойкость.
5. Большой спектр размеров (толщина 21-75 мм, ширина 40-1000 мм, длина до 12 м и больше).
6. Возможность получения бруса разной оригинальной формы.
7. Удобство в работе.

1. Деревянные LVL-балки перекрытия из клееной доски менее экологичны.
2. При использовании некачественного LVL-бруса существует риск расслаивания материала.

Комбинированная балка

Тандем стальных деталей и древесины существенно расширяет спектр использования материалов в строительстве. Стандартное перекрытие по деревянным балкам в газобетонном доме не всегда может удовлетворить заказчика. Металлодеревянные комплектующие являются более универсальными деталями, они обеспечивают легкость и повышенную надежность системы, риск усыхания при этом снижается. Современная МД-балка представляет собой сборную конструкцию из деревянной рамы, скрепленную вместе зубчатыми металлическими пластинами и кронштейнами.

1. Комбинированные деревянные балки перекрытия разрешают возводить пролеты до 10 м без дополнительных перегородок.
2. Исключено провисание.
3. Облегчается скрытый монтаж коммуникаций, процесс утепления и звукоизоляции.
4. Уменьшение количества крепежа.
5. Высокая точность при сборке.

Четырехкантовый брус

Используемые в строительстве несущие балки в зависимости от числа продольных обработанных сторон делятся на двухкантные, трехкантные и четырехкантные брусья. Четырехугольная форма является более универсальной. Обработанные со всех сторон калиброванные заготовки можно использовать в открытых местах, где внешний дизайн играет роль. По ширине и толщине прямоугольного сечения размеры четырехкантного бруса лежат в пределах 100-250 мм. Помимо квадратной формы нередко используются балки 125х150 мм, 150х200мм или другие вариации.

Лафет для крыши

Данный материал представляет собой двухкантный опиленный с двух сторон брус, который укладывается при строительстве в горизонтальной плоскости. Две остальные его стороны имеют округлую форму. Лафет – традиционный элемент несущих конструкций для срубов в скандинавских странах, делают его преимущественно из сосны и лиственницы. Двухкантные брусья являются, по сути, промежуточными звеньями между профилированными заготовками и оцилиндрованным бревном.

Оцилиндрованное бревно

Перед тем как попасть на строительство такие балки перекрытия проходят несколько стадий обработки. Вначале торцуют края, затем в станках при помощи фрезеровочной каретки снимается лишняя древесина для придания заготовке максимально цилиндрической формы. В финале происходит вырезание пазов, облегчающих стыковку деталей, и подгонка детали до требуемой длины. Благодаря правильной геометрической форме и удобным технологическим вырезам оцилиндрованное бревно по свойствам приближается к профилированному брусу.

Устройство перекрытия по деревянным балкам

По прочности и другим показателям опоры из древесины уступают железобетонным конструкциям, но они вполне успешно исполняют свою функцию при соблюдении технологии в зданиях до 4-х этажей. Несущие балки перекрытия делают длиной до 5-6,5 м. Для удобства их укладку осуществляют в каменных домах с шагом, кратным размеру строительного блока. Глубина размера гнезда под опору – 0,6-0,8h (где h является высотой балки). Стандартное значение 180-200 мм, минимальное – 150 мм. Зазор от торца балки до поверхности стены – 3-6 мм.

Существуют следующие виды заделки деревянных балок перекрытия:

• глухая;
• открытая;
• соединения встык;
• соединение вразбежку.

Источник