Прогиб деревянной балки как исправить

Увы, поколения меняются и нам достаётся много старых домов от наших стариков. Ни одна конструкция не вечна, время берет своё и в отношении деревянных перекрытий.

Зачастую получается так, что старенький дом построен добротно и смысла в перестраивании его нет, но перекрытия требуют ремонта, а соответственно и больших вложений, поэтому в этой статье я хочу рассмотреть способы, с помощью которых вполне реально устранить прогибы и восстановить старое перекрытия не разбирая полностью конструкцию.

Самые распространенные проблемы, это проблемы провисания (прогиба) балок и гниения древесины в узлах опирания на стены:

Именно с торцов древесина больше всего подвержена влиянию сырости, особенно при минусовой температуре, когда из теплого воздуха конденсируется влага, ведь опорный узел находится в самых суровых условиях: в этой части стена имеет самую меньшую толщину и при недостаточном проветривании дерево быстро приходит в негодность.

№1 Решение С. Даидбекова

Итак, чтобы восстановить испорченный торец балки, совсем необязательно её менять на новую.

Её достаточно подпереть снизу, а гнилую часть отрезать. И здесь на помощь приходит решение С.Д. Даидбекова – способ протезирования балки.

Ферма собирается на стройплощадке по месту и позволяет не только заменить торцевую часть, но и запросто нарастить длину например посередине.

Опорные части делаются из швеллера или уголка, а ферма сваривается из арматуры диаметра 16 и 20 мм. С помощью таких конструкций ремонтируется не только перекрытие, но и стропильная система кровли.

Для горизонтальных балок протез выглядит так:

Для наклонных балок или, другими словами, стропильных ног, протез выглядит так:

№2 Метод предварительно напряженных затяжек

Данный способ не только вытягивает балку, устраняя прогиб, но также используется для усиления несущей способности. Это очень актуально, когда чердачное помещение переделывается в мансардное.

По центру балки, в точке наибольшего провиса, устанавливается на болты накладка, конец которой огибается листовой сталью. Накладки ставятся по обе стороны балки.

С обоих же концов делают пропилы, в которые монтируется уголок и уже потом закрепляется сама затяжка.

Она представляет собой стальной пруток в диаметре не менее 24 мм, на концах которого сделана резьба. Обычно резьба нарезается на арматурных стержнях соответствующего диаметра.

Теперь, чтобы усилить балку, требуется поочередно подтягивать гайки на уголках. Балка приобретает невероятно хорошую жесткость, таким способом можно усилить несущую способность конструкции в 3 раза!

№3 Протез Н.Ануфриева

С помощью этой простой конструкции легко срастить две балки по длине или заменить поврежденную часть.

Протез Ануфриева защемляет балку в стальных хомутах, преобразуя изгибающий момент в давление на балку. Здесь древесина работает на смятие перпендикулярно расположению волокон.

На месте изготавливаются из стальной полосы два одинаковых хомута как на иллюстрации выше, один из них подхватывает балку снизу, второй сверху.

Толщина стальной полосы для хомутов – 4 мм, ширина 50 мм.

В хомуты продевается швеллер или двутавр, зачастую ограничиваются стальными изделиями высотой 10-12 см.

Такая конструкция нашла отличное применение при опирании балок на дымовые каналы, когда от перекрытия требуется жаропрочность. Это одна из простейших конструкций, которая собирается в течение нескольких часов одним человеком.

А на этом всё и надеюсь, что информация в статье пригодится Вам!

Удачи в строительстве и ремонте!

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.

Основные требования к перекрытиям

Размер балок для перекрытия определяется интенсивностью нагрузки на м2 пола
Конструкция из лаг для обустройства чернового пола должна обладать очень высокой прочностью. Только в таком случае она не деформируется при воздействии статической и динамической нагрузки, создаваемой финишным покрытием (ламинат, керамическая плитка, массивная доска, паркет), мебелью, оборудованием и людьми. Размер балок для перекрытия определяется интенсивностью нагрузки на м2 пола, которая создается в процессе его эксплуатации.

Расчет выполняется в соответствии с такими определяющими параметрами:

1. При обустройстве деревянного каркаса для чердачных перекрытий пол должен выдерживать вес в 105 кг/м2;
2. При отделке черновых оснований на межэтажных и цокольных перекрытиях деревянные полы не должны деформироваться даже при нагрузке в 210 кг/ м2.

Исходя из вышеописанных нюансов, производится расчет, в соответствии с которым точно определяются основные размеры лаг:

• сечение;
• длина;
• толщина;
• ширина.

Очень важно, чтобы необходимые параметры соблюдались, в противном случае из-за большой статической нагрузки деревянная обрешетка и доска для пола начнут прогибаться. Это чревато полным разрушением и чернового, и чистового покрытия.

Схема устройства деревянного пола по грунту на лагах (с пучинистым грунтом)

Основное предназначение лаг – это получение ровной поверхности для последующих отделочных работ в доме. Помимо этого, они помогают сохранить полноценный вентиляционный режим нижней части пола, благодаря чему предотвращается гниение древесины. Особенно это важно, если пол укладывается по грунту, от которого появляется сырость. Пространство между основанием пола и настилом препятствует возникновению сырости и улучшает шумоизоляцию. Кроме того, существуют и другие функции:

• В это пространство можно поместить коммуникации, которые портят вид, если остаются на полу;
• Лаги обеспечивают равномерность нагрузки на фундамент;
• Появляется возможность для хорошей теплоизоляции, видов которой большое множество. Утеплителем могут служить керамзит, опилки, минеральная вата и др.;
• Есть возможность отрегулировать высоту пола;
• Брус позволяет получить прочный пол за счет точек опоры;
• Монтаж на лагах гарантирует быстрый и простой монтаж, который по силам даже новичку.

Лаги представляют собой деревянный брус, который укладывается на какое-либо основание или прямо на грунт. Чаще всего приходится использовать брус с соотношением сторон 1:1,5 и 1:2, но бывают и другие размеры сечения. Все зависит от особенностей перекрытия и нагрузки.

Брус из сосны и применяемое сечение для лаг пола

Лучше покупать уже готовый брус, но и его изготовление своими руками тоже не исключается, главное, выбрать нужную древесину. Ее идеальные показатели влажности составляют 18-20%. При более высоких значениях произойдет деформация готового пола после высыхания.

Возможны варианты изготовления лаг из простых досок, которые соединяются саморезами и устанавливаются на ребро. Если нужны очень длинные брусья, их сращивают между собой путем создания замкового соединения или стык в стык. А в местах соединений устанавливают опору, например, столбики из кирпичей.

Как исправить ситуацию

Чтобы выполнить усиление балок перекрытий, можно пойти двумя путями:

1. повышение несущей способности;
2. уменьшение нагрузки.

Первый вариант самый распространенный, поскольку снижение нагрузки означает переоборудование помещения под другое назначение, что сделать сложно и не всегда возможно. Чтобы воспользоваться вторым, нужно рассмотреть несколько вариантов усиления балки.

К таким способам относятся:

1. Наращивание сечения. Важно отметить, что есть смысл делать накладки сверху или снизу. Дополнительная ширина не даст такого эффекта. Это можно объяснить формулами, по которым рассчитываются балки. Для наращивания используют деревянные доски, которые закрепляют на балки.

2. Установка промежуточных опор. Чаще всего здесь не рассматривается усиление стойками, поскольку их опирание будет происходить на нижележащее перекрытие. Можно использовать подкосы, но только при условии гармоничного вписания их в интерьер.

3. Металлические обоймы. Металл крепят с двух сторон. Для небольших повреждений можно применять полосовую сталь. Для серьезных деформаций лучше выбрать швеллер. Важно предусмотреть гидроизоляцию между металлом и деревом в обязательном порядке.

4. Прикрепление накладок из углепластика. Такой композитный материал – не распространенное решение, но стоит его рассмотреть. Крепление осуществляется на клей, элементы достаточно легкие для выполнения работ своими руками.

Усиление стоит выполнять только после выбора среди предложенных вариантов наиболее оптимального для каждого случая в отдельности.

Усиление деревянными или металлическими протезами

Усиление концов балки деревянными протезами

Усиление металлическими протезами

Усиление углепластиком (углеволокном)

Схема расположения листов углепластика

Подготовительный этап

Начинают укладывать фанерный пол на лагах своими руками, как и любой другой вид работ, с тщательной подготовки

Очень важно для начала очистить пол от грязи, пыли, строительного мусора и т.д. Важно устранить значительные выступы на поверхности, которые являются остатками после устранения предыдущей стяжки

В качестве гидроизоляционного слоя на очищенный черновой пол укладывается слой толстого полиэтилена или рулонный рубероид (толь). Пленка должна быть уложена внахлест с заступом в 15-20 сантиметров. Срезы пленки необходимо закрепить скотчем. Если изначально выбрана очень тонкая пленка, то рекомендуется настилать несколько слоев.

Когда производится выравнивание пола фанерой по лагам очень важно добиться абсолютной горизонтальности поверхности. На полу производится разметка с целью установления мест, в которых будет произведен монтаж брусьев

Для этого через центры будущих лаг прочерчиваются ровные линии таким образом, чтобы брусья можно было уложить параллельно друг другу. Укладываются лаги обычно не на пол, а на заранее приготовленные подкладки. Сделать такие можно из досок или той же фанеры, что монтируется в качестве покрытия. Оптимальные размеры подкладки 10х20(25)х2,5 сантиметров. На полу по отмеченным линиям их необходимо закреплять при помощи дюбелей.

Установку лаг также очень важно произвести на одной высоте. Чтобы определить данную отметку потребуется использовать лазерный или жидкостный строительный уровень

Корректировать высоту лага можно подкладывая дополнительный рубероид или куски линолеума.

На этом же этапе рекомендуется использовать антисептик для обработки каждого деревянного элемента в конструкции пола, что защитит покрытие от образования плесени.

Прогиб деревянной балки и его расчет. Расчетная схема. Определение максимальной нагрузки. Вычисление максимального прогиба

Все фото из статьи

Деревянные балки широко применяются в частном строительстве – их используют при обустройстве полов и даже деревянных межэтажных перекрытий. Однако, для получения с их помощью прочных конструкций необходимо предварительно выполнить некоторые расчеты. В данной статье мы подробно рассмотрим как рассчитать самостоятельно балки на прогиб, который является крайне важным значением.

Общие сведения

Балка является конструкционным элементом, представляющим собой стержень, на который девствуют силы в направлении перпендикулярно его оси. Под воздействием этих сил любые балки, в том числе и деревянные,деформируются.

Незначительный прогиб является вполне допустимым явлением. К примеру, при ходьбе по деревянному полу мы зачастую ощущаем как он незначительно пружинит. Но если прогиб превышает допустимые значения, то это может привести к поломке детали.

Допустимой считается деформация, которая соответствует следующим требованиям:

• Не превышает расчетные значения.
• Не мешает комфортной эксплуатации дома.

Чтобы узнать насколько будет деформироваться деталь в том или ином случае, необходимо выполнить некоторые расчеты на жесткость и прочность.Следует отметить, что подобными работами обычно занимаются инженеры-строители. Однако в частном строительстве, ознакомившись с некоторыми формулами, их можно выполнить самостоятельно.

Незначительный прогиб перекрытий допускается

Надо сказать, что расчет прогиба деревянной балки является очень ответственной работой, ведь любая постройка должна соответствовать определенным требованиям прочности. Поэтому балки должны обладать определенной устойчивостью и жесткостью, чтобы конструкция с определенным запасом по прочности выдерживала запланированные нагрузки.

Расчет

Такие параметры, как прочность и жесткость связаны между собой. Поэтому вначале определяют жесткость детали, после чего, на основе полученных данных вычисляют деформацию.

Для этого совсем необязательно углубляться в сложные инженерные расчеты, для получения точных значений. Чтобы не ошибиться, лучше воспользоваться упрощенной схемой, которой вполне достаточно для частного строительства.

Состоит такой способ расчета из нескольких этапов:

• Составление расчетной схемы и определение геометрических параметров балки.
• Определение максимальной нагрузки, которая будет оказываться на деталь, в том числе от перегородок, установленных сверху конструкций и пр.
• Вычисление максимального прогиба.

Ниже подробней рассмотрим все эти этапы.

Схема влияния расстояния между опорами на деформацию

Расчетная схема

Выполнить своими руками расчетную схему не сложно. Для этого нужно лишь знать форму поперечного сечения и размеры детали.

Кроме того, следует учитывать такие моменты, как:

• Способ опирания детали.
• Длина пролета, т.е. расстояние между опорами. К примеру, если выполняется перекрытие и расстояние между стенами составляет 4 м, то пролет «l» будет равняться 4м.

Если речь идет о перекрытиях, то принимается схема расчета, согласно которой нагрузка распределяется на деталь равномерно. В случаях, когда необходимо вычислить деформацию от сконцентрированного воздействия, к примеру, от установленной печи на перекрытие, используется схема с учетом сосредоточенной и направленной нагрузки F, которая равняется весу конструкции.

Размеры прямоугольной балки

Для определения прогиба «f» необходимо узнать такую геометрическую характеристику, как момент инерции сечения, которая обозначается буквой «j». Момент инерции рассчитывается по такой формуле:

J=bхh3/12, где:

Буквенное обозначение	Значение
h	Высота сечения бруса
b	Ширина сечения

Обратите внимание! Момент инерции прямоугольного бруса зависит от того, как он расположен в пространстве. Если деталь будет уложена широкой стороной на стены, то момент инерции будет меньше, в то время как деформация больше. Примером тому является доска, которая уложенная на ребро прогибается значительно меньше, чем уложенная плашмя.

Определение максимальной нагрузки

Чтобы определить максимальную нагрузку нужно сложить все параметры бруса, такие как:

• Его вес;
• Вес квадратного метра перекрытия;
• Воздействие от перегородок на перекрытия, также измеряется в килограммах на метр квадратный.

Помимо этого необходимо учитывать коэффициент, обозначающийся буквой«k», который равняется расстоянию между балками (измеряется в метрах). К примеру, если расстояние между ними составляет 700 мм, то значение коэффициента будет равняться 0,7.

Печи или другие конструкции создают дополнительную нагрузку на перекрытие

Совет! За помощью в расчетах при составлении проекта дома можно обратиться к специалистам. Однако,цена на их услуги бывает довольно высокой. Поэтому в большинстве случаев с поставленной задачей можно справиться самостоятельно.

Чтобы упростить расчеты, можно принять следующие усредненные параметры:

• Вес перекрытия составляет 60 кг.
• Нормативная временная нагрузка на перекрытие – 250 кг.
• Нормативная нагрузка от перегородок – 75 кг.

Что касается веса деревянной детали, то его можно посчитать, зная плотность и объем древесины. К примеру, наиболее распространенный брус, который используют для перекрытий,имеет сечение 0,15х0,2м и весит в среднем 18 кг на погонный метр.

Теперь, зная все параметры можно вычислить максимальную нагрузку по такой формуле –q=(60+250+75)х0,6+18=249 кг/м.

Усиление конструкции дополнительными лагами

Данный метод применим для усиления конструкции пола второго этажа, когда балки не имеют прогиба, а сами лаги, исходя из расчетов, могут выдержать расчетную нагрузку. Суть этого метода заключается в установке дополнительных лаг в центральной части помещения, обеспечивая таким образом распределение нагрузки более равномерно, на большее количество опор.

Установка дополнительной балки для усиления перекрытия второго этажа

Чаще всего установка дополнительных лаг осуществляется по центру помещения путем уменьшения расстояния между лагами на 25-30%. Так, при необходимости установить лаги через 0,5 метра, в центральной части расстояние уменьшают до 0,4 — 0,35 метра.

Для усиления используются стандартные лаги, применяемые в конструкции. Для прочности между лагами устанавливаются дополнительные распорки из сплошных отрезков досок или металлических прутковых протезов, установленных крест-накрест.

Прутковые металлические протезы для укрепления лаг

Усиление лаг при помощи накладок из фанеры или ОСП плит

Для лаг из клееного материла или конструкционного деревянного двутавра чаще всего применяются накладки из фанеры или ОСП плит. Такие накладки устанавливаются также в виде двусторонних накладок или одностороннего усиления лаг. Фиксация такого соединения осуществляется при помощи саморезов. Толщина фанерного элемента или элемента из ОСП плиты должна быть не меньше, чем 10-12 мм. Размер накладки для конструкционного двутавра должен соответствовать высоте центральной части.

Укрепление лаг фанерой

Фиксация саморезами делается с двух сторон накладок. Важно, чтобы саморезы проходили через толщину всех скрепляемых элементов.

Необходимые уточнения

При всех своих положительных качествах древесина все же имеет ряд негативных параметров. Из самых основных:

• относительно невысокая выносливость как балок перекрытия, так и всей конструкции в целом. Максимальная нагрузка – 500 кг/м2, а в большинстве случаев она не превышает 200-300 кг/м2. Стало быть, прогиб весьма вероятен;
• низкие звукоизоляционные показатели, которые характерны для всех деревянных перекрытий. Они пропускают весь диапазон звуков, от воздушно-шумовых (разговор, музыка, журчание воды) до ударных, возникающих во время ремонта, передвижения мебели и даже шагов;
• огнеопасность, для борьбы с которой возникает необходимость обработки деревянных балок специальными составами;
• беззащитность перед биоатаками. Древесина подвержена гниению и поражению древоточцами, так что деревянные балки нуждаются в дополнительной пропитке не только от огня, но и от естественных врагов.

Армирование балок углеволокном

Помимо традиционных технологий при укреплении балок достаточно широко применяются инновационные решения, одним из которых является армирование конструкций углепластиками. Внимание: такой метод является единственно возможным способом укрепить балки в случае, если ввиду крайней стеснённости помещений или по каким-то другим причинам наращивание сечения конструкций невозможно или крайне затруднительно.

Несомненное преимущество укрепляющих элементов из углеволокна — это отсутствие необходимости оперировать с габаритными и тяжёлыми металлическими или деревянными компонентами, а также минимальная трудоёмкость работы в целом.

Современные углепластики, как и любые композитные материалы, характеризуются большой прочностью и малым весом. Укрепляющие элементы из углеволокна прекрасно справляются со значительными механическими нагрузками. Они выпускаются в разных модификациях — в виде лент, ткани, нитей, пластин или листов.

Армирование балки композитами осуществляется путём наклеивания на неё углеволокна в несколько слоёв. Прикрепляемые слои углепластика прикладываются к поверхности балки друг над другом и по всей её длине. Края наклеенных полос нужно перекрыть поперечными слоями. Наклеивание армирующих компонентов производится до тех пор, пока усиленная балка не станет достаточно жёсткой для того, чтобы противостоять нагрузкам. Монтаж осуществляется с применением эпоксидного клея. После застывания слой по прочностным характеристикам иногда не уступает металлу.

Деревянная балка пролет 6 м. Какие балки на пролете 4 метра

Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров они уже не подходят.

«Малой кровью»

Большинство домовладельцев предпочтут провести усиление перекрытий таким образом, чтобы сохранялась возможность проживания в стенах здания. В большинстве случае это действительно реально. Если древесина несущей балки повреждена, но в труху она еще не рассыпалась и основные характеристики сохраняет, на элемент можно установить своего рода протезы. Причем из разных материалов.

• Прогиб балок может быть устранен наложением деревянных протезов. Накладки максимально плотно фиксируются с двух сторон от поврежденного элемента, либо с двух боков, либо сверху и снизу. Максимальное усиление балок перекрытия достигается креплением накладки по всей ее длине. При этом важно и протез, и укрепляемый элемент обработать противогрибковым составом.

Протезы прутковые

• Надежное усиление перекрытия может быть достигнуто при использовании металлических накладок либо прутковых протезов. Пластины из стали используются по тому же принципу, что и накладки из древесины, только обрабатываются не противобактериальными, а антикоррозийными препаратами.

Усиление углепластиком

• Усиление балок перекрытия углепластиком в последнее время гораздо популярнее деревянных накладок и металлических протезов. Углеволокно выпускается в виде лент, тканей, пластин и жгутов, так что нетрудно выбрать вариант, с которым удобнее всего работать в конкретных условиях. Материал наклеивается в несколько слоев, пока не будет достигнута нужная степень усиления. Работать с углепластиком просто: он легок, пластичен, крепится на клей, что значительно облегчает монтаж, негорюч, что повышает противопожарные характеристики деревянных балок и прочих элементов конструкции из древесины. Особенно актуальным углеволокно становится в условиях стесненности помещений, где особой свободы движений не наблюдается.

Отметим, что усиление балок перекрытия перечисленными способами имеет смысл только в том случае, если прогиб элементов конструкции не сопровождается ее значительными деформациями. Укрепление таким образом балок, имеющих существенные механические повреждения, годится только как временная мера.

Усиление балок перекрытия фанерой. Балки и лаги: что общего и в чем отличия этих понятий

В частном малоэтажном домостроении двухэтажные дома имеют довольно широкое распространение. Как правило, это дома отдельных двух- и трехэтажных проектов и постройки, переоборудованные путем обустройства мансардного этажа. В любом случае, в таких домах оборудуется и межэтажное перекрытие, и делается настил полов второго этажа.

Для домов, построенных с применением и каркасно-щитовой технологии, да, собственно ,и всех остальных построек, кроме тех, где в качестве межэтажного перекрытия используются железобетонные плиты, основу конструкции составляют балки и лаги полов.

Балки используются в качестве несущих конструкций потолка , самого перекрытия и основы для установки лаг пола. А вот лаги — это не что иное, как балки уменьшенного размера, на которые крепится дощатый настил пола и сам чистовой пол второго этажа или мансарды.

Отличия балок и лаг

Балки перекрытия обычно устанавливаются перпендикулярно внутренней несущей стене, опорами балок служат наружная несущая стена дома и внутренняя несущая стена или простенок.

Лаги второго этажа укладываются перпендикулярно балкам межэтажного перекрытия. Они могут укладываться непосредственно на балки или иметь дополнительную конструкцию, образующую дополнительный объем межэтажного перекрытия.

В качестве балок обычно используются:

• Деревянные цельные балки;

• Деревянные наборные балки;

• Металлические балки из тавра, швеллера, труб или двутавра;

• Металлические балки в виде составных ферм;

• Железобетонные балки из конструкций разного профиля;

В качестве лаг пола обычно используются:

• Деревянные балки;

• Балки из клееных конструкций;

• Комбинированные конструкции из металла и дерева;

Таким образом, несмотря на общее сходство и одинаковый принцип использования в конструкции здания, балки и лаги имеют разное назначение, размеры и, соответственно, разные, хотя и во многом сходные методы усиления.

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.

Устройство пруткового протеза

1. Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.
2. Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.
3. Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)
4. Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.
5. Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Установка пруткового протеза

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление перекрытий — установка шпренгелей

Тип усиления с изменением условий работы

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

Изменение условий работы конструкций

Изменение схемы работы

Нестандартные решения

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 — установка опор

Перекрытия из бруса между этажами: установка межэтажных балок в брусовом доме

Во время строительства двухуровневых домов на межэтажные перекрытия в брусовом доме приходится и эксплуатационная нагрузка (кроме их собственного веса). Поэтому поверх деревянных балок в таких домах часто сооружают деревянный настил, а потолок просто подшивают. Лаги пола укладывают на балки, между которыми помещают толь, а сверху на него — утеплитель. В качестве утеплителя и шумопоглощающего материала может служить обычный песок, однако следует помнить, что он значительно увеличивает вес конструкции.

На месте ванных комнат и санузлов (ввиду того что в них влажность воздуха повышена) перекрытия между этажами в доме из бруса нуждаются в постоянном контроле. Для этого нижнюю подшивку можно не выполнять. Такой подход поможет, кроме того, обеспечить достаточную вентиляцию в помещении и избежать появления на полу и стенах плесени. Гидроизоляционное покрытие (пленочный материал) в этих местах поднимают таким образом, чтобы его край можно было прикрепить к стенам с захлестом не менее 6 см.

В том случае, если в доме планируется сооружать печь или камин, необходимо тщательно проработать места в перекрытии, где будет располагаться дымоход. Балки размещают так, чтобы они не касались кирпичной трубы и отстояли от нее не менее чем на 35 см.

Проемы в перекрытии зашиваются несгораемым материалом. Прочно соединять кирпичную кладку с балками не следует, так как в процессе последующей усадки дома при таком соединении труба может разрушиться.

Далее подробно описано, как сделать перекрытия в доме из бруса.

Усиление лаг металлическими накладками

Металлические накладки, применяемые для усиления лаг домов второго этажа, могут быть:

• Штучными элементами из перфорированного листового металла толщиной не менее 5 мм;

• Изготовленными из металлической полосы различной ширины толщиной не менее 5 мм;

• Из фасонной трубы квадратного или прямоугольного сечения с перфорацией или приваренными элементами крепежа;

• Из уголка или тавра.

Штучные элементы из листового металла используются для усиления стыков лаг. Размеры таких накладок могут иметь как стандартные показатели, так и подобранные в зависимости от конкретного случая соединения. Фиксация для стыков балок небольшой высоты осуществляется при помощи саморезов, а если лаги имеют высоту больше 10 м, то и при помощи болтового соединения. Металлические накладки применяются для двусторонней установки.

Усиление лаг стальными листами

Металлическая полоса обычно усиливает лаги большой длины, при этом, если ширина полосы, применяемой для установки, больше или равна 50 мм, то фиксация может быть как при помощи саморезов так и при помощи болтов.

Усиление лаг металлическими полосами и швеллерами с двух сторон

Для лаг, которые необходимо укреплять по всей длине, в качестве элементов конструкции применяются  фасонные металлические трубы квадратного или прямоугольного сечения. Местом установки таких элементов являются центральные лаги помещений, там, где наиболее ярко проявляются дефекты. Трубы просто фиксируются к лагам по всей длине с одной или двух сторон. Болты применяются для стяжки усиления лаги высотой 80 и более миллиметров. Для лаг меньшего размера фиксация осуществляется при помощи саморезов.

Фасонные металлические трубы можно использовать для усиления деревянных лаг

Уголки чаще всего применяются для установки в нижней части лаги, усиливая ее от прогиба с нижней стороны. Для этого уголки размером 30*30, 45*45 или 60*60 мм заводятся под лаги снизу и скрепляются при помощи саморезов в отверстия, просверленные в уголке.

Усиление лагов уголками

Тавр различного размера может быть прикреплен как с боковой стороны, так и снизу лаги. Метод крепления зависит от ширины и высоты лаги.

Тавр также можно использовать для усиления лаг

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.

Общие сведения

Балка является конструкционным элементом, представляющим собой стержень, на который девствуют силы в направлении перпендикулярно его оси. Под воздействием этих сил любые балки, в том числе и деревянные,деформируются.

Незначительный прогиб является вполне допустимым явлением. К примеру, при ходьбе по деревянному полу мы зачастую ощущаем как он незначительно пружинит. Но если прогиб превышает допустимые значения, то это может привести к поломке детали.

Допустимой считается деформация, которая соответствует следующим требованиям:

• Не превышает расчетные значения.
• Не мешает комфортной эксплуатации дома.

Чтобы узнать насколько будет деформироваться деталь в том или ином случае, необходимо выполнить некоторые расчеты на жесткость и прочность.Следует отметить, что подобными работами обычно занимаются инженеры-строители. Однако в частном строительстве, ознакомившись с некоторыми формулами, их можно выполнить самостоятельно.

Незначительный прогиб перекрытий допускается

Надо сказать, что расчет прогиба деревянной балки является очень ответственной работой, ведь любая постройка должна соответствовать определенным требованиям прочности. Поэтому балки должны обладать определенной устойчивостью и жесткостью, чтобы конструкция с определенным запасом по прочности выдерживала запланированные нагрузки.

Как подтянуть балки потолка. Провис потолок в доме? Не проблема!

Эта статья описывает очень распространённую проблему, которая часто возникает в частных домах старой постройки. Итак, вы начинаете замечать, что потолок в вашем доме начинает провисать. Не печальтесь. Есть очень простой, недорогой и эффективный способ борьбы с этим строительным недоразумением.

Шаг 1. Поднимаемся на чердак и тщательно исследуем поверхность. Сразу обращаем внимание на хлам (который, скорее всего там имеется), который можно будет убрать и облегчить нагрузку на потолок. Далее необходимо найти балки, которые прогнулись. Считаем количество балок, замеряем их длину.

Шаг 2. Готовим необходимый материал. Вам необходимо:

1. Брус, желательно той же длины и ширины, что и провисшие балки. Количество брусьев должно соответствовать количеству балок.

2. П-образные шпильки д 20 мм, ширина которых соответствует толщине балок. На концах шпилек должна быть нарезана резьба. Количество шпилек рассчитывается, исходя из того, что необходимо будет 1 шт на 1 метр провисшей балки.

3. Калёный уголок с отверстиями, диаметр которых соответствует диаметру шпилек, а межосевое расстояние равно ширине балок.

4. Деревянные подкладки, которые можно вырезать из заготовленного бруса. Длина каждой подкладки на менее 30 см.

Шаг 3. Поднимаем брусья на чердак. На каждую балку кладём брус таким образом, чтобы они совпадали. Далее, под каждый брус кладём по краям подкладки из дерева. Теперь, брусья как бы висят в воздухе над балками.

Шаг 4. Далее сверлим сквозные дыры в потолке таким образом, что бы можно было в эти отверстия просунуть шпильки. Свободные края шпилек должны находиться на чердаке.

Шаг 5. Используя пневматический домкрат и кусок бруса необходимой длины, аккуратно поднимаем потолок.

Шаг 6. Поднятый потолок фиксируем шпильками и гайками, после чего опускаем домкрат.

После выполнения этих несложных операций вы выровняете потолок, обезопасите его от дальнейшей деформации.

Прогнулись деревянные балки перекрытия. Перекрытия досками 200 на 50 и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами. Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам ( после расчёта ), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят. Деревянная балка более 6 метров : тонкости

Балка для пролета 6 метров и более не должна делаться из бруса и досок ходовых размеров.

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

50х200 — перекрытие для проема 4 и 5 метров.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Leo060147 Пользователь FORUMHOUSE

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые таблицы, представленные гуру нашего форума с ником Roracotta .

Roracotta Пользователь FORUMHOUSE

Я потратил несколько вечеров, чтобы сделать таблицы, которые будут понятны даже начинающему строителю:

Таблица 1. В ней представлены данные, которые отвечают минимальным требованиям по нагрузке для полов второго этажа – 147кг/кв.м.

Примечание: так как таблицы основаны на американских нормативах, а размеры пиломатериалов за океаном несколько отличаются от сечений, принятых в нашей стране, то применять в расчётах нужно графу, выделенную жёлтым цветом.

Таблица 2. Здесь приведены данные по усреднённой нагрузке для полов первого и второго этажей – 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные под расчётную увеличенную нагрузку в 365 кг/кв.м.

Больше полезных статей в источнике Перейти на канал автора статьи

Добрый день, уважаемые гости!

В феврале этого года, я публиковал статью “Расчет деревянной балки на прогиб”, где простым языком на примере выбранной балки описал расчет и в конце статьи привел табличку с предельными прогибами балок по эстетико-психологическим показателям. Но, что это такое?

Дело в том, что дерево обладает достаточно хорошей прочностью, но оно очень гибкое. Такая балка способна держать приличную нагрузку, но очень сильно прогибаться, что хозяину будет действовать на нервы и казаться, что потолок вот-вот упадёт. Именно для этих целей и введены нормы (СНиП) по допустимому прогибу с точки зрения эстетики и психологии человека.

Величина провиса очень сильно зависит от величины пролета и от приложенных к балке нагрузок. Чердак заполняется хламом за несколько лет и получается так, что мы не рассчитывали на ту нагрузку, которая уже по факту действует на наши балки или вовсе не рассчитывали ничего, а установили балки “на глазок”.

Теперь о том, как же устранить прогиб чердачных балок, да еще и без постоянных подпорок и колон со стороны жилого этажа?

Первым делом, нам нужно расчистить чердак от хлама. А здесь можно найти для себя кучу полезных вещей, забытых 10, а то и 20 лет назад :-)))

Далее, аккуратно выравниваем провисшие балки с помощью временных подпорок снизу. Многие используют домкраты, но вполне возможно это сделать и с помощью клиньев. Если прогиб по всему потолку, то выравниваем его с помощью поперечного бруса и нескольких подпорок:

В реставрации перекрытий есть варианты, когда деревянные балки заключаются в металлические каркасы, сваренные из уголков, или армируются стальными полосами, но описываемые в статье способы предполагают устранение прогиба без использования металлоконструкций.

Ниже, привожу разрез нашего чердачного помещения:

Итак, способ №1 — Организация ферм

Здесь имеется несколько вариантов (А и Б).

Вариант А. Исключаем полезное пространство чердака и увеличиваем жесткость деревянных перекрытий и стропильной системы за счет подкосов и стоек.

Легко можно выполнять конструкцию без подкосов — с одной центральной стойкой. Подобные фермы обладают очень хорошей жесткостью и такие перекрытия уже не провиснут. Таким образом, мы убираем прогиб не колонной или стойкой снизу, а благодаря ферме на чердаке.

Все узлы крепления стандартные и в них используются:

• гвоздевые пластины;
• перфорированные пластины с усиленными саморезами;
• глухари;
• гвозди с загибом острия с обратной стороны.

Вариант Б. С помощью данного варианта можно оставить чердак, но уже меньшего объема за счет усиливающих элементов — стоек по обе стороны. Получается конструкция, подобная мансарде:

Способ №2 — Увеличение сечения балки

Здесь, требуется нарастить балки по высоте со стороны чердачного помещения, пожертвовав высотой перекрытия. Есть два варианта:

В данном варианте, креплению уделяется очень большое внимание, поскольку мы из двух балок стремимся сделать одну и включить обе балки в совместную работу — нужно заставить их работать как единый механизм.

На рисунке представлено смещение частей балок при нагрузке и видно, что проскальзывание в основном происходит по краям, соответственно — края фиксируем с особым пристрастием :-))), в отличие от середины.

После окончания работ, снизу убираются временные опоры и теперь можно наслаждаться ровным потолком!

На этом всё, спасибо за уделенное время!

Удачи и добра!

Больше полезных статей Перейти в Источник

Усиление деревянных балок перекрытия своими руками: основные способы и методика

Деревянные балки чаще всего используются в конструкции крыши. Оно и неудивительно: монтаж относительно прост, вес вполне терпим, по цене элементы доступны, нагрузки выдерживают значительные, стены не деформируют. Кроме того, не оставлена в стороне и эстетическая сторона вопроса: при соблюдении правил установки и некоторой, не слишком затратной, отделке деревянные балки можно оставить в открытом доступе: они только придадут определенный шарм помещению. Стили шале или фахверк никогда не утратят своей популярности. Однако есть и определенное затруднение: при больших габаритах строения требуется усиление деревянных балок перекрытия. Ширина пролета не должна превышать 5-6 метров, иначе элементы со временем начинают проседать, что грозит обрушением кровли.

Деревянные балки чаще всего используются в конструкции крыши

В принципе, можно обойтись и без усиления деревянных балок перекрытия: надежность конструкции обеспечивается установкой дополнительных опор либо увеличением сечения самих балок из древесины. Однако такие шаги ведут не только к перерасходу материалов (а значит, и себестоимости строения), но и к потере полезной площади помещения. Смотрите видео:

Содержание

• 1 Необходимые уточнения
• 2 Усиление балок перекрытия: когда оно необходимо
• 3 «Малой кровью»
• 4 Дополнительные опоры

Необходимые уточнения

При всех своих положительных качествах древесина все же имеет ряд негативных параметров. Из самых основных:

• относительно невысокая выносливость как балок перекрытия, так и всей конструкции в целом. Максимальная нагрузка – 500 кг/м2, а в большинстве случаев она не превышает 200-300 кг/м2. Стало быть, прогиб весьма вероятен;
• низкие звукоизоляционные показатели, которые характерны для всех деревянных перекрытий. Они пропускают весь диапазон звуков, от воздушно-шумовых (разговор, музыка, журчание воды) до ударных, возникающих во время ремонта, передвижения мебели и даже шагов;
• огнеопасность, для борьбы с которой возникает необходимость обработки деревянных балок специальными составами;
• беззащитность перед биоатаками. Древесина подвержена гниению и поражению древоточцами, так что деревянные балки нуждаются в дополнительной пропитке не только от огня, но и от естественных врагов.

Несмотря на все недостатки, деревянные конструкции не теряют своих позиций. Даже тогда, когда усиление перекрытий признано жизненно необходимым. И эта необходимость может возникнуть по разным причинам. Смотрите видео:

Усиление балок перекрытия: когда оно необходимо

Основой любого строительства является точный и скрупулезный расчет. Он гарантирует стабильно успешную эксплуатацию здания, максимально длительный срок службы любых деревянных, металлических и бетонных элементов, комфортное проживание в стенах дома его обитателей. Но жизнь, как известно, непредсказуема и любит вносить в наши планы собственные коррективы. В результате мы сталкиваемся с тем, что насущно необходимым становится усиление перекрытий. Самыми распространенными поводами для такого шага признаны следующие моменты.

Конструкция из балок

• Деревянная конструкция перекрытия утратила свои качества. Проще говоря, износилась. Влажность оказалась нерасчетной, времени прошло достаточно много, вредители проявили повышенную активность, стены и прочие составляющие подверглись неожиданным температурным перепадам – вариантов может быть множество. Частный случай – изначально не слишком качественная древесина, пошедшая на изготовление балок. К сожалению, этот вариант не так уж редок. Результат один: несущая способность конструкции снижается, и строение нуждается в усилении деревянных балок перекрытия. Проверка на срочность манипуляций проста: если балка при длине в 2,5 метра прогнулась под собственным весом на 1 сантиметр – это норма. Если прогиб превышает этот показатель, элемент конструкции нужно усилить.
• Балка из древесины нуждается в усилении по «личным» требованиям. К примеру, вы решили из чердака сделать мансарду или даже полноценную жилую комнату. Нагрузки на перекрытие второго этажа обязательно возрастут. А значит, требуется изменение сечения удерживающих его деревянных балок.

Отдельно отметим: даже если перепланировка в ваших ближайших планах не значится, проверять состояние всех несущих конструкций из древесины в доме нужно ежегодно. И перекрытия в этом списке должны стоять первым пунктом. Если, конечно, вы не согласны с тем, что когда-нибудь верхний этаж просто обвалится на нижний.

Усиление балочной конструкции можно произвести разными способами. Ознакомимся с самыми распространенными.

Смотрите видео:

«Малой кровью»

Большинство домовладельцев предпочтут провести усиление перекрытий таким образом, чтобы сохранялась возможность проживания в стенах здания. В большинстве случае это действительно реально. Если древесина несущей балки повреждена, но в труху она еще не рассыпалась и основные характеристики сохраняет, на элемент можно установить своего рода протезы. Причем из разных материалов.

• Прогиб балок может быть устранен наложением деревянных протезов. Накладки максимально плотно фиксируются с двух сторон от поврежденного элемента, либо с двух боков, либо сверху и снизу. Максимальное усиление балок перекрытия достигается креплением накладки по всей ее длине. При этом важно и протез, и укрепляемый элемент обработать противогрибковым составом.

Протезы прутковые

• Надежное усиление перекрытия может быть достигнуто при использовании металлических накладок либо прутковых протезов. Пластины из стали используются по тому же принципу, что и накладки из древесины, только обрабатываются не противобактериальными, а антикоррозийными препаратами.

Усиление углепластиком

• Усиление балок перекрытия углепластиком в последнее время гораздо популярнее деревянных накладок и металлических протезов. Углеволокно выпускается в виде лент, тканей, пластин и жгутов, так что нетрудно выбрать вариант, с которым удобнее всего работать в конкретных условиях. Материал наклеивается в несколько слоев, пока не будет достигнута нужная степень усиления. Работать с углепластиком просто: он легок, пластичен, крепится на клей, что значительно облегчает монтаж, негорюч, что повышает противопожарные характеристики деревянных балок и прочих элементов конструкции из древесины. Особенно актуальным углеволокно становится в условиях стесненности помещений, где особой свободы движений не наблюдается.

Отметим, что усиление балок перекрытия перечисленными способами имеет смысл только в том случае, если прогиб элементов конструкции не сопровождается ее значительными деформациями. Укрепление таким образом балок, имеющих существенные механические повреждения, годится только как временная мера.

Дополнительные опоры

Если балки перекрытия в целом находятся в хорошем состоянии, но треснули – например, под воздействием обильного снегопада – лучшим вариантом усиления и восстановления их функциональности будет установка подпорок по обе стороны от перелома. Разумеется, если речь идет о чердаке и прочих подсобных помещениях. Впрочем, балка, снабженная дополнительной опорой, вполне может вписаться и в жилое помещение, если будет оформлена дизайнерски. Опору можно установить как деревянную, так и металлическую.

До и после реконструкции

Порядок работ по усилению можно свести к следующим пунктам.

• Сведение концов поврежденной балки. Потребуется аналог домкрата, который позволит соединить осколки. Или слаженная и неторопливая работа бригады из трех-четырех человек.
• Крепление разлома. Можно воспользоваться любым вариантом протезов и накладок: до установки опор они расколотую часть удержат.
• Расчет места установки опоры. Вполне вероятно, им станет места раскола. Но может статься, что опор понадобится две, в тех местах, где на деревянную балку приходится максимум нагрузки. Это особенно вероятно, если балка имеет большое сечение.

Остальное – дело техники. Единственное, что потребуется от ремонтера – четко выверить перпендикулярность опоры, иначе усиление перекрытия точно не удастся.