Усиление деревянной балки металлом. Способы усиления

Усиление деревянной балки металлом. Способы усиления

Существует три способа укрепления конструкций: замена деревянных балок, увеличение их количества, усиление существующих. Менять опорные элементы необходимо, если имеют место повреждения по всей длине. Испорченные балки демонтируются, и в те же посадочные места устанавливаются новые.

Если повреждений нет, и существующие лаги в нормальном состоянии, но требуется усилить несущую способность перекрытия, можно расширить количество ребер жесткости. Процедура заключается в установке балок между существующими. Таким образом жесткость конструкции увеличивается в несколько раз. Следует помнить, что при монтаже новых лаг их торцы необходимо закрыть рубероидом, чтобы защитить от повреждений.

Усиление существующих деревянных балок выполняется при незначительных повреждениях или необходимости создать дополнительную жесткость перекрытию. Есть несколько способов укрепления лаг, один из них заключается в двустороннем креплении накладных элементов.

Накладки из дерева используются, если существующее ребро жесткости повреждено. Усиливающие элементы могут устанавливаться с двух сторон по бокам лаги, либо сверху и снизу. Необходимо обеспечить плотное прилегание брусков к опорному элементу, после чего стянуть их болтами с гайками. Крайне важно перед тем, как приступить к работе, обработать накладки и прилегающие к ним участки балки противогрибковым раствором. Если участок лаги небольшой, но имеет достаточно сильные повреждения, его необходимо удалить, а накладные брусья прикрепить к неповрежденным частям.

Пролеты между лагами можно усилить и при помощи металлических элементов, для чего используются пластины, швеллера или прутковые протезы. Предварительно обработанная антикоррозионным раствором металлическая конструкция крепится в месте повреждения, жестко фиксируя и обездвиживая дефектный участок. Вариантов исполнения металлических усилителей может быть несколько: прутковая ферма, коробка из пластин, швеллера со скобами.

Самым современным способом усиления балочных перекрытий является укрепление углеволокном, которое применяется в виде лент и холстов. Углеволоконная операция увеличения жесткости перегородок из дерева относится к внешнему армированию и осуществляется при помощи полимерцементного или эпоксидного клея.

Скорость и простота установки углеродного волокна – основное преимущество этого способа усиления балок деревянного перекрытия. Еще одним положительным моментом такого способа укрепления является эстетичность – внешнее армирование практически не влияет на красоту конструкции. Благодаря такой особенности усиление углеволокном применяется при работах с памятниками архитектуры, гидротехническими и транспортными сооружениями, в случаях, когда укрепить перегородку иными способами невозможно.

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.

Источник: https://balki-v-interere.postroivsesam.info/stati/sposob-usileniya-derevyannoy-balki-narashchivanie-ploshchadi-secheniya-balki

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.

• Применение накладок.
• Усиление металлом.
• Увеличение площади сечения.

Треснула балка перекрытия. Пошаговый ремонт деревянной балки перекрытия

  Самым существенным недостатком деревянных элементов в конструкции здания является недолговечность материала, даже обработанного специальными средствами. Повышенная влажность и нагрузка на балку способствуют разрушению оной. В зависимости от того, проводилась или нет обработка материала до использования в строительстве, напрямую зависит срок службы балки.

Дефекты, способные спровоцировать ремонт деревянной балки перекрытия

Планируя капитальный ремонт, внимательно осмотрите балочное перекрытие потолка.

Балку следует отремонтировать или заменить при наличии таких дефектов:

1. Плесень и гниение. Встречаются преимущественно на чердачных балках. Плесень образуется по причине текущей крыши. Гниение распространяется чаще всего в местах врубки в стену. Причиной как первого, так и второго является некачественная гидроизоляция.
2. Червоточины. Древесные насекомые существенно повреждают элементы кровельных конструкций из дерева и потолочные балки. Их очень легко заметить – на материале появляются многочисленные червоточины, а на полу под ними – труха.
3. Расслоение, трещины . Если материал изначально некачественный, он долго не прослужит. Под влиянием перепада температур дерево начнет расслаиваться вдоль волокна.
4. Сломы . Слишком поврежденное дерево под влиянием вредителей, экстремальной среды или механического повреждения уже не может должным образом выполнять свое предназначение.

Обнаружили хоть один из перечисленных факторов – немедленно проводите ремонтные работы, иначе рискуете получить потолком по голове.

Как усилить доску от прогиба. 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.

В мансарде нашего дачного домика, построенного в 60-е годы прошлого столетия, прогнулся пол. Балки перекрытия нижнего этажа — доски сечением 50×150 мм , которые перекрывают пролёт шириной 3,6 м. По центру помещения их прогиб достигает 40 мм. Кроме этого, пол мансарды, когда мы по нему ходим, напоминает раскачивающийся подвесной мостик.

Нам посоветовали устранить прогиб снизу с помощью домкратов, а затем усилить балки перекрытия. Что вы можете сказать по поводу такого способа решения проблемы?

(Из письма в редакцию)

Мы бы не советовали поддаваться искушению приподнимать пол снизу. И вот почему.

Старым балкам понадобилось немало времени на то, чтобы они оказались в нынешнем положении. Опыт решения проблем в подобных ситуациях показывает, что любые попытки устранить прогиб снизу ни к чему хорошему не приводят. Доски так и остаются горбатыми, а вот концы балок обязательно отрываются от мест крепления к верхней обвязке стены и перемещаются вверх. Поэтому, лучше позволить прогнувшимся балкам оставаться в удобном для них положении, а работу по укреплению пола произвести всё-таки сверху.

Вы утверждаете, что пол не только прогнулся, но и стал зыбким. А это свидетельствует о том, что пролёт, который перекрывают балки указанного сечения — слишком большой. Из практики известно, что максимальный пролёт для балок перекрытия сечением 50×150 мм, расположенных с шагом 40 см, составляет 2,9 м (против 3,6 м в вашем доме).

Наиболее эффективный способ повысить несущие способности балок — усилить их досками того же сечения.

Как это ни хлопотно, но старые половицы для проведения такой работы придётся снять. Однако торопиться не надо. Сначала убедитесь, есть ли в вашем распоряжении качественный пиломатериал. Для такой работы нужно использовать только сухие доски — они не дадут усадки.

Безусловно, материал должен быть тщательно отобран: малейшие признаки скрученности и прочие отклонения от

ПОЛ ПРОГНУЛСЯ

геометрической формы недопустимы.

Подготовленные доски подрежьте до требуемой длины, после чего натяните шнур вдоль верхней обвязки, расположенной перпендикулярно балкам перекрытия. Зачем это нужно? Вероятнее всего, за несколько десятков лет эксплуатации в вашем домике появился не только поперечный, но и продольный прогиб.

Как усилить балки перекрытия. 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.