Способ усиления деревянной балки. 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.

Как усилить доску от прогиба. 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.

Усиление деревянной балки швеллером. Усиление деревянных балок перекрытий и стоек.

Во многих случаях эффективными мероприятиями по усилению поврежденных стоек, балок, ферм при наличии опасных трещин, разрывов, гнили, значительных прогибов является установка дополнительных стальных или деревянных накладок на болтах, применение стальных шпренгелей или дополнительных опор.

Частичная замена древесины в сечении заключается в вырезании дефектного участка, антисептировании древесины в местах усиления и последующей плотной установке новой древесины (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Усиление деревянных элементов частичной заменой древесины в сечении: 1 – усиливаемый элемент, 2 – накладки из новой древесины, 3 – болты (гвозди)

Для усиления растянутых и изгибаемых деревянных элементов применяется стержневая арматура , которая вклеивается в специально подготовленные продольные пазы. Стальные профили прикрепляются к усиливаемому элементу путем приклеивания или болтового (гвоздевого) соединения.

Рис. 16.3. Усиление опорных участков деревянных балок накладками: а – деревянными со стороны боковых граней, б – деревянной со стороны верхней грани, в – стальными со стороны боковых граней; 1 – усиливаемая балка, 2 – накл. из новой др., 3 – болты,

4 – уголок, 5 – хомут, 6 – деревянный вкладыш, 7 – гидроизоляция, 8 –соединительная планка, 9 – стяжной болт, 10 – накладка из швеллера

Усиление стоек осуществляется с помощью дополнительного крепления гвоздями или болтами досок, брусьев, накладок, швеллерных профилей.

Рис. 4.18. Усиление дер. стоек: 1 - скрепляющие болты; 2 - швеллер; д - стойка с разрушенным осн.; 5 - трещины; ж - пристыковка нового основания стоек с помощью врубки вполдерева; е - заключение осн. стойки в обойму из швеллерных профилей.

Как положить лаги на потолок. Виды

Использовать для пола рекомендуется в основном деревянные лаги. Однако в бане эти лаги могут выполняться, например, из сплошного материала МДФ, не имеющего пустот – этот материал не впитывает влагу. В качестве металлических может сгодиться швеллер, но никак не, к примеру, обычная или профтруба из стали, толщина стенок которой менее нескольких миллиметров. Использование алюминиевых или пластиковых лаг не допускается: алюминий легко гнётся, а пластик, к примеру, полиэтилен высокого давления, не сгодится, так как, даже обладая относительной неломкостью, он будет «играть» под нагрузкой. Не допускается также применение композитных материалов, сочетающих, к примеру, пластик и алюминий – они не обладают заявленной жёсткостью, при малейшей запредельной нагрузке легко гнутся. Размер деревянного бруса для лаг чаще всего выбирается в пределах 12х12 см.

Околопредельным значением, например, при организации межэтажной основы (на бетонном перекрытии) выбирается значение, к примеру, 25х20 см. Наращивать габариты поперечного размера и дальше смысла нет – значения порядка 30х25 см даже при отсутствии бетонного перекрытия с шириной пролёта в 60 см способны обеспечить требуемый запас прочности, при этом пол и потолок могут закрепляться на одних и тех же лагах. Такое решение является выходом в ситуации, когда, к примеру, строится деревянный двухэтажный дом.

На балконе размер лагов может оказаться значительно меньше – порядка 10х10 см в поперечном разрезе.

Несмотря на отсутствие металлопластикового композита для организации перекрытий, может использоваться и иная разновидность композитных материалов – ДПК, в чей состав входит и дерево. Недостаток ДПК – будучи в полнотелом исполнении, применять эти лаги как несущие даже при минимальных поперечных расстояниях пролётов нельзя. Старайтесь использовать только деревянные и стальные конструкции. Для квартиры и дома использование лагов базируется на приближённо одинаковых расчётах: в качестве чернового пола уже имеется межэтажное перекрытие. Потолочные лаги, в отличие от напольных, могут оказаться в 1,5 раза меньше: если для пола достаточно, например, использование бруса 15х15, то для потолка в этом же доме на нижележащем этаже применяются отрезки бруса 10х10 или 10х7 см.

Недостаток лагов – уменьшение высоты помещений на величину, равную высоте этих элементов.

Источник: https://balki-v-interere.postroivsesam.info/stati/varianty-usileniya-derevyannyh-balok-kogda-nuzhno-usilivat-derevyannye-balki-perekrytiya

Провис деревянной балки. 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.

Утепление, устройство перегородок и монтаж напольного покрытия увеличивают нагрузку на балки Источник lestnitsygid.ru

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.

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.

Опорный уголок из оцинкованной стали Источник i.ytimg.com

Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и особенности выбора

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.

Укрепление боковыми накладками Источник i.ibb.co

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.

Армирование углепластиком.
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.
Углеволокно используют для усиления самых разных конструкций Источник u10.filesonload.ru
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.
Схема установки стального протеза Источник i.ibb.co

Требования к лагам для пола и правила их выбора
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.

Усиление деревянной балки уголком. Что нужно учесть?

Для каждого вида перекрытий существует ряд особенностей, которые нужно учитывать.

Например, делая усиление растянутых или сжатых металлических балок, обязательно нужно следить за сохранением первоначального центра тяжести. Любые дополнительные элементы следует располагать таким образом, чтобы они не влияли на прочность исходной конструкции.

Швы, образующиеся в результате сварочных работ, могут иметь деформации. Для обеспечения качественной работы дополнительных компонентов с основным усиливаемым элементом высота катета шва должна быть на уровне от 3 до 6 мм. По краям усиливаемой металлической конструкции нужно делать не прерывистые, а сплошные швы. Болты, заклёпки, усиливающие полосы и спаренные уголки, должны находиться в местах, где будет удобно проводить сварные швы.

Нужно стараться осуществлять усиление перекрытий материалами, идентичными тем, из которых состоят основные элементы, а также иметь представление об их механических свойствах. Следует понимать, в каком напряженно-деформированном состоянии находится металлическая конструкция, как на неё влияют отдельные повреждения. Заранее выбрать способ, каким нужно выполнить усиление перекрытий и знать технологию самого производственного цикла.

Балки из дерева чаще всего усиливают вследствие их разрушения или прогиба. Последний образуется потому, что несущая балка может быть прогнившим элементом.

Чаще всего проводят полную замену деревянных оснований или усиливают уже существующие элементы. Если вы планируете увеличить массу (надстроить, например, мансарду), приходящую на несущее перекрытие, то обязательно сделайте предварительные расчёты. Нагрузка на него изменится и перераспределится, поэтому необходимо скорректировать его сечение.

Когда нет необходимости проводить полную замену, но вы обнаружили прогиб деревянных балок, нужно учесть тот факт, что нормальным считается прогиб в пределах 10 мм . Если этот параметр превышен, то усиление перекрытия надо делать обязательно.

Какой способ подойдёт наилучшим образом для этого, может определить только опытный специалист.

Железобетонные плиты усилить не совсем просто, для этого нужны инженерные знания. Прежде чем приступать к самому процессу, необходимо учесть конструктивные особенности оснований. Они делятся на составные и цельные конструкции. Сборные панели обычно укладывают на стены, продольные балки либо бетонные фермы.

Цельные перекрытия делают путём заливки бетона в подготовленную заранее опалубку, возведённую над арматурным каркасом. Способы восстановления нагружающей способности у разных плит отличаются между собой.

Усиление балки междуэтажного перекрытия. Как усилить балки перекрытия второго этажа?

Как усилить балки перекрытия второго этажа?

Усиление деревянного перекрытия – способы укрепить потолочные и балки второго этажа

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.

Допустимое сечение балок при нагрузке

Материал подготовлен для сайта moydomik.net

Способы усиления деревянных балок перекрытия

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

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

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

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

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

Усиление пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

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

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

Усиление балок углеволокномУсиление балок углеволокном — схемаУсиленные балки углеродным волокном

Усиление на торцах деревянными или металлическими протезами

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

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

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

Монтаж пруткового протеза

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

Усиление деревянных балок перекрытия фанерой. Поставить дополнительные деревянные балки

Этот способ хорош тем, что требует минимум расчетов, к тому же достаточно простых (основы расчета деревянных балок перекрытия приводятся отдельно). Однако с финансовой точки зрения данный способ может быть самым затратным.Например, если по расчету на прогиб требуемый момент инерции Iтр = 8000 см 4 , а у имеющихся балок момент инерции составляет 4000 см 4 , то нужно усилить перекрытие балками точно такого же сечения или балками с таким же моментом сопротивления.Впрочем, если момент инерции существующих балок составляет 6000 см 4 , то нужно просто подобрать сечение усиливающих балок, исходя из того, что недостающий момент инерции составляет 2000 см 4 . Например можно задаться шириной балки 5 см и тогда требуемая высота балки составит h = 3 √ 12I/b = 3 √ 12·2000/5 = 16.87 см Конечно же высоту балки следует принимать больше, скорее всего это будет 20 см, впрочем на заказ вам могут сделать и 17 см. Вот и весь расчет в данном случае.

Применение накладок для усиления и ремонта балок перекрытия используется в том случае, когда есть повреждения на определенном участке. Смысл реставрационных работ заключается в установке с двух сторон проблемного места деревянных накладок, которые крепятся к целым частям бруса болтами в комплекте с гайками и шайбами.Если участок балки перекрытия поврежден до такой степени, что от него не осталось практически ничего ‒ накладки необходимо установить по всей длине балки: от одной стены до другой. В местах примыкания следует использовать металлические профили. В частности стальной протез, который представляет собой согнутую под 90º металлическую полосу или металлический прут соответствующего диаметра.

Применение накладок.

Предлагаемые в статье способы усиления деревянных балок перекрытия позволят продлить срок службы конструкций, где такие балки имеются. Процесс этот очень важный, а в некоторых случаях просто необходим. Ведь балки перекрытий изготовленные из дерева с течением времени приходят в абсолютную или частичную негодность, угрожая разрушению всего строения. Причин для этого много: сырость, грызуны, резкие перепады температур, да и просто естественный износ от переносимых нагрузок.