Усиление деревянных балок перекрытия накладками

Усиление деревянных балок перекрытия своими руками: основные способы и методика

20.03.2018

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:

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.

• 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.

• 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 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.

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.

Усиление деревянных балок перекрытия своими руками: основные способы и методика Ссылка на основную публикацию

Источник: https://viascio.ru/krovlya/usilenie-derevyannyh-balok-perekrytiya-svoimi-rukami

Усиление деревянных конструкций

Чтобы избежать разрушений или капитального ремонта здания, необходимо своевременно проводить усиление деревянных конструкций. С какими проблемами можно столкнуться? Их много:

• существенное разрушение древесины грибком, плесенью или насекомыми;
• тотальные или фрагментарные разрывы стоек, подкосов и других элементов каркаса;
• трещины в узлах или стыках;
• деформация сжатых и изогнутых конструкций.

Рассмотрим эти и другие причины усиления конструкций подробнее.

Какие методы усиления стропильной и балочной конструкции подойдут именно вам?

Все варианты усиления конструкций можно условно разделить на два типа:

1. Без изменения схемы работы подойдет при локальных повреждениях конструкции. Такой тип предполагает установку дополнительных крепежей и элементов, монтаж протезов для вышедших из строя узлов или стержней для повышения сопротивления растяжению.
2. С изменением схемы работы предполагает использование дополнительных элементов, которые меняют расчетную схему конструкций.

Что делать при биологических повреждениях древесины?

Если при обследовании деревянных конструкций вы заметили незначительные биологические повреждения, необходимо удалить грибковые налеты до здоровых слоев древесины, а затем обработать поверхность антисептиком. После этого конструкцию нужно усилить накладками из досок. Если повреждения серьезные, разрушенная древесина удаляется полностью (так же, как и часть прилегающей к ней, визуально «здоровой», древесины). Прилегающие к деревянной поверхности участки из кирпича, бетона или камня очищают от грибка, прокаливают паяльной лампой и покрывают антисептическим раствором.

Усиление балок перекрытия (в чердачных помещениях или между этажами)

Восстановление или укрепление балочных конструкций требуется в таких случаях:

• неудовлетворительное состояние (балка подверглась воздействию перепадов температуры или влажности, потрескалась, деформировалась);
• уменьшение несущей способности под собственным весом. Допустимое значение прогиба определяется, исходя из соотношения 1:300. Так, если 7,5-метровая балка прогнется на 2,5 см, ничего страшного не произойдет усиления не понадобится;
• перестройка, которая повлечет за собой увеличение нагрузки на перекрытия (например, перестройка чердачного помещения в жилое).

Деревянные накладки

Применение этого способа не требует изменений условий эксплуатации и применяется на поврежденном участке. По обеим сторонам балки (или сверху и снизу) устанавливают доски-накладки. Конструкция плотно затягивается насквозь с помощью болта. И усиленные части балки, и сами накладки покрывают защитной пропиткой. Следите за тем, чтобы сечение накладок при этом было незначительно больше сечения балки. Если повреждения очень серьезные, кусок балки удаляют, а накладку крепят по всей оставшейся длине.

Разобраться, требуется ли расширение балки, поможет таблица допустимых сечений (для чердачных и межэтажных перекрытий):

Если увеличить сечение балки нет возможности, необходимо изменить условия работы сократить пролет, уменьшить нагрузку или шаг несущих элементов.

Металлические накладки

Описанные деревянные накладки с успехом заменяются стальными. Предварительно такие пластины также обрабатывают антикоррозийным покрытием. Такой вариант подходит для восстановления большого участка балки.

Армирование древесины углеволокном

Усиление балки углеродным волокном современный, эффективный и самый простой способ решения проблемы. Особенно актуален такой тип усиления конструкций в небольших помещениях, где нет возможности увеличить сечение балки.

Углеволокно в виде ленты, ламелей или сетки наклеивают на поврежденный участок деревянных конструкций в несколько слоев, чтобы увеличить показатели жесткости. Усиливают и приопорные зоны (с помощью U-образных углеродных хомутов) это позволяет увеличить несущую способность при действии поперечных сил. Такой вариант усиления конструкций не потребует специального инструмента углеволокно крепится на клей.

В качестве «профилактики» можно наклеить углеволокно в самых напряженных зонах, например, в центре пролета. Усиливаемая зона будет обладать большей несущей способностью по изгибающим моментам.

Усиление деревянных балок на торцах

Часть перекрытия, примыкающая к несущей стене, всегда находится в зоне риска. Из-за температурных скачков деревянные участки разрушаются быстрее. Действенные способы укрепления древесины протезы из швеллера. При этом испорченные куски балки удаляют, вставляя в стенку вместо них металлические элементы.

Усиление перекрытий с помощью вспомогательных балок

Монтаж дополнительных деревянных балок позволит усилить несущую способность конструкций. Устанавливаемые опоры в обязательном порядке покрываются на торцах рубероидом. Такой вариант усиления конструкций работает только в том случае, если существующие лаги абсолютно целы.

Еще один эффективный метод перераспределения нагрузки установка опор или колонн, которые будут подпирать балки снизу. Такие элементы конструкций устанавливаются на несущие балки нижнего перекрытия, а затем маскируются в перегородку или как элемент интерьера.

Подобрать вариант усиления или восстановления конструкции может только специалист после инженерного и технологического осмотра. Метод реконструкции или усиления назначают, учитывая степень износа балок, конструктивные особенности здания и условия работы.

Усиление стропильных конструкций

Ремонт или усиление стропил может понадобиться, если в процессе проектирования или строительных работ были допущены промахи. Продольные трещины из-за усушки или больших нагрузок, гниение древесины, расстройство узловых соединений все это также является следствием недостаточного проветривания, дешевых антисептиков и других ошибок в эксплуатации. К числу потенциально опасных зон конструкции относятся:

• опорная часть мауэрлата;
• середина стропильных балок;
• точки опоры стропил бруса;
• места соединений стропильных подкосов и распорок.

Чтобы не допустить частичной или полной деформации стропильной конструкции и крыши в целом, своевременно воспользуйтесь усилением конструкции.

Усиление стропильных ног

Усиление несущих функций деревянных стропил реализуется посредством:

• Дополнительных балок-подмог они берут на себя долю нагрузки, «разгружая» стропила. Такой вариант подойдет в том случае, если проектировщики не точно рассчитали нагрузку на стропила, и теперь необходимо увеличить поперечное сечение балок, которые держат крышу. Балку ставят между подстропильной ногой и мауэрлатом, закрепляя хомутами или пластинами из стали.
• Накладок используя доски, можно увеличить сечение бруса в местах соприкосновения с подкосом. Так вы сможете сократить нагрузку стропил, опирающихся на подкос. Накладки в большинстве случаев крепятся гвоздями или болтами.

Кроме того, устройство накладок позволяет изменить угол ската крыши. Прикрепив к старым элементам новые доски, вы сделаете фермы более жесткими и сможете изменить уклон крыши. Это необходимо в том случае, если, например, на скате скапливаются снежные массы. Описанные варианты усиления деревянных стропил могут применяться как вместе, так и по отдельности.

Усиление нижней части деревянных стропил

Любая стропильная система максимально уязвима в нижней части у основания ног стропил и в мауэрлате. Связано это с тем, что в местах контакта кладки и древесины постоянно образуется конденсат если кровля хотя бы немного потеряла целостность, влага будет попадать внутрь, вызывая гниение. В данном случае усиление деревянных конструкций происходит следующим образом. К нижней части ноги стропил крепятся подкосы их число зависит от конкретной ситуации. Упираться подкосы должны в лежень благодаря этому удастся сократить силу изгибающей деформации в данной части стропил.

В качестве профилактики специалисты рекомендуют использовать в таких конструкциях стропильной системы качественную гидро- и пароизоляцию, а также следить за исправностью вентиляционных продухов.

Усиление стропильных балок

Самый простой вариант увеличить длину стропила. Сделать это можно, соединив две короткие балки накладкой из бруса или доски. От косого среза стоит отказаться он не гарантирует необходимой жесткости балки.

Усиление сгнивших частей стропильной системы

Если лишь часть стропильных перекрытий подверглась процессам гниения, поврежденные участки можно укрепить накладками из дерева, которые должны крепиться с помощью болтов или гвоздей, упираясь в мауэрлат.

Если же почти все стропила подгнили или деформировались, ситуацию спасет набор протезов брусьев из древесины, которые крепятся на нетронутый гнилью участок стропильной конструкции. Подпорченные стропила при этом удаляются (не полностью, а лишь деформированная часть). Процедура замены участка стропильных ног проста:

• стропила фиксируются временными подставками, деформированные элементы удаляются;
• на их место устанавливаются протезы, упирая их в мауэрлат;
• чтобы стропильная система была надежнее, протезы подпирают нержавеющими прутьями.

Если гниют не стропила, а деревянный мауэрлат, алгоритм меняется. Стропила подпираются временными подставками, сгнивший кусок мауэрлата удаляют. Затем в кладку вбивают металлические штыри, на которых размещают брус соответствующего сечения (длиной от 1 метра). На полученное перекрытие ставят лежень (длина должна равняться длине бруса). После этого ногу усиливаемой стропильной конструкции фиксируют подкосами, которые опираются на эту импровизированную стропильную балку.

Восстановление мауэрлата

Если разрушения коснулись мауэрлата, поможет добавление вспомогательной опоры. Параллельно с основной доской мауэрлата укладывают еще один брус именно на него будет опираться установленный элемент подкоса, который и возьмет на себя большую часть нагрузки.

Исправление стропильных прогибов

Чтобы выровнять прогиб в стропильной конструкции, на внутреннюю часть балок помещают несколько деревянных упоров. Затем, используя домкрат, стропила выпрямляют, а между ними вставляют распорки. Так вы сможете сократить внешнее давление на кровлю, остановив деформацию стропильной конструкции.

Как в принципе избежать проблем с деревянными конструкциями? Чаще всего потребность в усилении и ремонте возникает из-за некачественной защиты древесины от воздействия влаги. В процессе производства деревянных элементов (стропильной системы, балок и т.д.) необходимо обрабатывать все детали антисептиками и влагозащитными составами.

Они помогут предотвратить процесс гниения и появление плесени. Обязательно стоит выполнять расчет балок на прогиб, чтобы подобрать материал нужного сечения. Если одна из частей конструкции находится в аварийном состоянии, не откладывайте ремонт или усиление чаще всего его можно организовать, не останавливая эксплуатацию здания.

Источник: https://mpkm.org/usilenie-derevyannykh-konstruktsiy/

Укрепление чердачного перекрытия – способы усиления деревянных балок

Устройство мансарды в значительной степени увеличивает жилую площадь дома. Практически, в доме появляется еще один эксплуатируемый этаж. Но для его полноценного использования необходимо выполнять укрепление чердачного перекрытия, так как нагрузки на конструкцию существенно возрастают. Прежде всего, это касается деревянных балок, чаще всего применяемых при возведении частных строений.

Специфика деревянных балок перекрытия

Популярность использования прогонов из дерева в чердачных перекрытиях связана с их легким весом по сравнению со стальными и железобетонными аналогами. К тому же, древесина обладает низкой теплопроводностью и малой звукопроницаемостью. Но натуральный материал, к сожалению, имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать. Это:

• отсутствие устойчивости к действию плесени, грызунов и насекомых;
• высокая пожароопасность;
• слабая прочность балок малого сечения.

С первыми двумя недостатками можно справиться путем обработки деревянных балок антисептиками и антипиренами. Последнюю же проблему решают путем использования пиломатериалов большего сечения или посредством укрепления несущих элементов перекрытия.

Балки чердачного перекрытия несут меньшие нагрузки по отношению к аналогичным межэтажным конструкциям.

При устройстве мансарды требуется усиление несущих деревянных элементов перекрытия. Если мероприятия не будут выполнены, то прогоны под увеличенной нагрузкой станут прогибаться и со временем безвозвратно деформируются. Это в лучшем случае, а в худшем – произойдет их растрескивание и, как результат, разлом. Но не стоит отчаиваться и думать, что столь желанное увеличение эксплуатируемой площади останется только в мечтах. Вариантов укрепления чердачных перекрытий существует достаточно много для того, чтобы выбрать единственно правильное решение, исходя из конкретных условий эксплуатации.

Когда требуется усиление

Следует отметить, что укреплять балочные конструкции требуется не только при сооружении мансарды, но и по другим веским причинам. А именно – при снижении несущих характеристик деревянных балок вследствие плохого состояния древесины, произошедшего в результате:

• неверных расчетов;
• повышенной влажности;
• случайного повреждения;
• жизнедеятельности насекомых-вредителей или грызунов;
• появления недопустимых прогибов;
• растрескивания;
• периодического воздействия непредусмотренных проектом временных нагрузок.

Профессионалы не рекомендуют надолго откладывать восстановительные работы. Несвоевременное решение проблемы может привести к печальным последствиям и даже трагедии. Для грамотной оценки предстоящих мероприятий разумнее будет пригласить специалиста.

Распространенные способы усиления деревянных балок

Диаметр бревен или сечение бруса для чердачного и межэтажного перекрытия выбирают с учетом нагрузок, приходящихся на квадратный метр площади пола или потолка в плане. При этом учитывается:

• ширина пролета;
• шаг деревянных балок.

В представленной ниже таблице можно увидеть оптимальные значения сечения бревен и пиломатериалов.

Укрепление чердачного перекрытия производится без изменения или с изменением условий работы балочной конструкции, с применением типовых или нестандартных решений. Выбор зависит от степени деформации древесины и конкретных требований по усилению прочностных характеристик прогонов и настила в целом. Наиболее распространенные варианты укрепления балок предусматривают использование:

• деревянных накладок;
• металлических пластин;
• прутковых протезов;
• углеволокна, называемого, также, углепластиком;
• подпоров в виде столбов.

Деревянные накладки и металлические пластины могут устанавливаться как в пролетной части деревянных балок, так и в местах их стыков с опорной стеной. Усиливающие элементы фиксируются с обоих боков или снизу и сверху ремонтируемого прогона. При этом накладки крепко стягиваются посредством болтов, пропущенных сквозь балки. Деревянные детали предварительно обрабатывают противогрибковыми составами и антипиренами. Металлические пластины окрашивают или наносят на их поверхность специальные средства, препятствующие ржавлению материала. Кроме того, древесину от металла отделяют слоем гидроизоляции.

Для обеспечения надежности балочной конструкции, накладки рекомендуется устанавливать по всей длине прогона.

Торцевые усиливающие элементы монтируют на участках, опирающихся на стены. В этом случае подгнившие концы балки обрезают, а удаленные куски заменяют:

• двойными деревянными накладками с установленными на уровне опорной части стены вкладышами, соответствующими толщине укрепляемой балки;
• концевыми металлическими протезами, выполненными из швеллера;
• металлическими полосами с хомутами;
• арматурными стержнями, скрепленными швеллерной обвязкой.

Список можно продолжить еще несколькими способами, в том числе передвижными протезами, сдвоенными системами и т.д., но они относятся к более сложным вариантам укрепления балок. Торцевое усиление имеет свою характерную особенность. Она заключается в устройстве временного подпора ремонтируемой балки столбом. После окончания работ он демонтируется.

Прутковые протезы представляют собой систему, состоящую из металлических хомутов, наложенных в нескольких местах поврежденной балки, и соединительных элементов. Последние изготавливаются из прочного стального профиля или нескольких арматурных прутьев, переплетенных между собой по «правилу треугольника». В этом случае система остается стабильной, без каких-либо пространственных подвижек. Вариант монтажа прутковых протезов зависит от степени требуемого усиления балочного перекрытия.

Армирование углеволокном относится к современным способам укрепления деревянных балок. Композитный материал пока еще не имеет широкого распространения, но технология, несомненно, относится к передовым методам. С нижней стороны прогона укладывается усиливающая конструкцию арматура. Далее углепластик в несколько слоев наклеивается на частично укрепленную балку, образуя корытообразный хомут. Легкость углеволокна, удобство в работе и отсутствие в конструкции малоэстетичных накладок являются несомненными преимуществами современного материала.

В случае неисправимых деформаций, поврежденный участок балки лучше будет удалить во избежание бесполезных затрат.

Простое решение

Наверное, самым востребованным должен быть наиболее простой вариант усиления чердачного перекрытия, а именно – установка столба, подпирающего проблемную балку. Этот незатейливый способ решает вопрос принятия нагрузок вертикальной опорой. Работы, в данном случае, сводятся лишь к монтажу столба. В результате, основная проблема исчезает, но на ее месте появляются две другие.

Один недостаток сводится к образованию точечной нагрузки, воздействующей на пол. Второй – связан с эстетической стороной вопроса. Дело в том, что столб, установленный посреди комнаты, будет смотреться нелепо. Но если его оригинально украсить, то опора может превратиться в интересный элемент декора, к тому же — функциональный.

Существует еще один способ укрепления чердачного перекрытия. Но его использование оказывается эффективным лишь в тех случаях, когда потолочные балки не имеют деформаций. Несущую способность конструкции увеличивают за счет установки дополнительных прогонов с обязательной обмоткой их торцов рубероидом. Защитные меры позволяют избежать механических повреждений и помогают противостоять воздействиям влаги.

Источник: http://semidelov.ru/mar/ukreplenie-cherdachnogo-perekrytiya-sposoby-usileniya-derevyannyk/