Усиление деревянного перекрытия – способы укрепить потолочные и балки второго этажа

Перераспределение нагрузки

Уменьшить нагрузку на несущие лаги можно, установив под них опоры либо смонтировав под перекрытием дополнительные балки.

• Монтаж промежуточных опор или подкосов.

При этом способе нагрузка через опоры частично передается на нижележащие перекрытия или боковые стены, поэтому предварительно нужно убедиться в том, что они её выдержат. Он редко используется для укрепления перекрытий второго этажа, так как стойки и подкосы трудно вписать в интерьер первого этажа, к тому же они создают неудобства для передвижения по комнате. Но это лучшее решение, как усилить лаги пола от прогиба в деревянном доме.

Чем больше лаг, на которых лежит перекрытие, тем меньшая нагрузка приходится на каждую из них. Установив дополнительные брусы подходящего сечения между существующими, можно не только снять с них лишнюю нагрузку, но и увеличить общий вес перекрытия. Который складывается из веса утеплителя, напольного и потолочного покрытия, мебели, техники и находящихся на этаже людей.

Усиление деревянного перекрытия – способы как 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.

Допустимая нагрузка

Важнейший показатель при выборе стройматериала для несущих конструкций – допустимая нагрузка на деревянную балку перекрытия. Этот параметр показывает, какую эксплуатационную нагрузку смогут выдержать элементы без утраты функциональных свойств.

Показатели допустимой нагрузки различаются в зависимости от расположения балок. Если они используются в качестве чердачного перекрытия, то постоянная нагрузка на элементы будет небольшой – в пределах 50 кг/м 2 . При этом эксплуатационная нагрузка будет 90 кг/м2. Для строений, где балки выполняют роль пола для второго этажа, нагрузка составляет 150 – 250кг/м 2 .

Однако это лишь усредненные показатели, которые нельзя применять в качестве объективных данных. Для каждого сооружения требуется профессиональный расчет, учитывающий все параметры нагрузки и прочие факторы влияния.

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.

• 
  Монтаж систем вентиляции

  Читайте также:  LVLПроект Плюс - проектирование из клееного бруса ЛВЛ
• Трубы для канализации внутренней

• Как выбрать подоконник?

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.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

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

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

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

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

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

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

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

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

• Монтаж окон ПВХ
• Перекрытие сливной ямы своими руками
• Как класть гибкую черепицу на крышу?

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.

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.

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.

Усиление балок шпренгельными затяжками

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

Изменение условий работы конструкций

Изменение схемы работы

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

Усиление перекрытий путем установки опор под несущие балки

Опоры, подпирающие балки снизу, являются хорошим способом перераспределить нагрузку с балки на опору.

Усиление перекрытий путем установки дополнительных балок

Если существующие лаги находятся в целости и сохранности, увеличить их несущую способность можно посредством увеличения их количества. Установка дополнительных деревянных балок позволит увеличить нагрузку на конструкцию. Устанавливая новые лаги нужно обязательно защитить их торцы рубероидом, чтобы избежать повреждения.

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим образом и с минимальными затратами.

Особенности

На сегодняшний день в строительстве используются следующие основные виды перекрытий:

железобетонные плиты;

металлические конструкции;

перекрытия Клейна.

Все они разнятся между собой по способам усиления и материалу, при помощи которого будет проводиться работа.

Чаще всего повреждённые места перекрытий обнаружить очень сложно. Как правило, основания, выполненные из разных материалов, располагаются под декоративной штукатуркой или закрыты подвесными потолками, окрашены.

Именно поэтому усиление перекрытий приходится проводить не совсем своевременно, когда начинаются явные проблемы со строительной конструкцией.

Существует несколько причин, по которым перекрытия следует укреплять, чтобы избежать трещин плит, их гниения или прогиба.

1. В первую очередь причиной может стать нарушение самого процесса установки перекрытий при строительстве дома.
2. Другой причиной часто является использование материалов низкого качества.
3. В случае с металлическими элементами возможна их ускоренная коррозия.
4. Чаще всего усиление балок перекрытия проводят, если они выполнены из дерева. Их порча происходит главным образом в результате природного воздействия, например, при резких изменениях влажности воздуха или температуры.
5. Усиление железобетонных перекрытий производится по причине увеличения нагрузки на несущую конструкцию, появления трещин, дефектов при монтаже или дальнейшей эксплуатации.
6. Бывает необходимость достройки этажа дома. В результате увеличения нагрузки происходит и перераспределение силы воздействия на все составляющие части основания. Это тоже одна из причин, требующая мер по укреплению несущих конструкций дома.

Ремонт перекрытий подразумевает замену некоторых элементов при незначительных дефектах или усиление по всей площади при критическом положении дел.

Процесс укрепления перекрытия является довольно сложным мероприятием, поскольку все работы нужно проводить в замкнутом пространстве (внутри здания), а механизировать те или иные операции не представляется возможным.

Много времени занимают подготовительные работы.

Чтобы осуществить весь процесс, под конструкцией, которую будут укреплять, возводят монтажные опоры. Их располагают вертикально. Опорные элементы изготовляют из брёвен или стальных труб и фиксируют распорками или подкладками. После этого очищают поверхность, которую собираются усиливать. Убирают краску, побелку, отслоившийся бетон, прогнившие части брусьев. То есть создают оптимальные условия для удобства и безопасности перемещения под перекрытиями.

Прежде чем приступать к подготовительным, а затем и к основным этапам работ, следует иметь определённый план усиления оснований (технологическую карту). Нужно знать величины имеющихся нагрузок и провести расчёт количества механизмов и материалов для осуществления мероприятий по реставрации существующих балок.

Лучше всего прибегнуть к консультации опытных строителей либо доверить работу по усилению балок перекрытия бригаде специалистов.

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.

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:

Параметры стойкости конструкции

Для определения параметров стойкости конструкции из цельной древесины (к примеру, хвойной) скорость выгорания данной древесины принимают равной 0,8 мм/мин. В ходе расчета перекрытий по открытым древесным балкам высотой 24 см при ширине пролета 5,8 м либо 5,85 м ширина балок увеличивается до 120 мм и больше. Таким образом, с учетом огнестойкости в данном случае необходимо выбирать балки, поперечное сечение которых составляет 11 см х 24 см.

Делая вывод из всего вышесказанного, можно сказать, что относительно надежности пожарной безопасности и звукоизоляции перекрытий дома остается еще довольно много вопросов, которые в ближайшие годы предстоит решать объединенными усилиями конструкторов, ученых, изготовителей строительных материалов, проектировщиков, а также строителей.

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.

Плюсы и минусы

В строении балка располагается горизонтально (иногда под углом) и распределяет давление на опоры, в роли которых выступают стены, колонны, столбы и другие несущие узлы сооружения. Точный расчет деревянных балок перекрытия гарантирует прочность и устойчивость всей конструкции. Здесь важен правильный подбор определенных показателей – длины, толщины, шага расположения.

Перекрытия из древесины применяются при строительстве каркасных сооружений коттеджного типа, частных деревянных домов, дач и хозяйственных построек, комбинированных строений (кирпичных или блочных) – в этом случае выбор обусловлен снижением нагрузки на несущие конструкции.

Балки из дерева особенно востребованы в малоэтажном строительстве. Они обладают рядом преимуществ:

• прочность и долговечность – дерево устойчиво к ударным нагрузкам, механическому воздействию и при профессиональной обработке прослужит 100 лет и более;
• относительно небольшой вес, что снижает нагрузку на стены, опоры и фундамент;
• простой монтаж в сравнении перекрытиями из металла или железобетона;
• установка не требует специального оборудования и механизмов;
• эстетичность – дерево выглядит представительно даже без декорирования;
• экологичность – природный материал не наносит вреда здоровью, а наоборот, создает в доме полезный микроклимат;
• ремонтопригодность – если требуется, из дерева нетрудно усилить разными способами.

• без специальной пропитки пожароопасны;
• менее прочные в сравнении с металлическими и железобетонными перекрытиями;
• подвержены воздействию влажности, грибка и насекомых (при низком качестве древесины);
• могут деформироваться при перепадах температур.

Хорошо высушенная древесина, обработанная огнестойкими составами и антисептиками, почти не обладает недостатками и будет предпочтительным вариантом для сооружения перекрытий в частном доме.

Эксперты рекомендуют выбирать хвойную древесину – она содержит смолы (естественный антисептик) и более плотная, чем лиственное дерево. Идеальным считается стройматериал из сосны или ели, росших в суровых условиях.

«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.

Другие решения

Прежде чем усилить лаги второго этажа, можно проверить, если ли возможность их разгрузить, то есть распределить нагрузку на другие элементы.

Например, можно использовать опоры или установить дополнительные лаги. Первый вариант, однако, далеко не всегда можно реализовать. Дело в том, что опоры будут занимать место и могут создать неудобство при перемещении по помещению. Но некоторые умельцы превращают их в декоративный элемент интерьера.

Что касается установки дополнительных лаг, то, как выше уже говорилось, не всегда это возможно в силу конструктивных особенностей здания. Если же условия позволяют, то лучше добавить несколько элементов к потолочному перекрытию. Особенно это актуально в случае, когда существующие лаги не повреждены. При этом торцы новых элементов перед установкой нужно защитить рубероидом.

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.

Каких правил следует придерживаться?

Помимо основных расчетов по длине балок и вырезов, с помощью которых будет происходить соединение, необходимо учитывать и другие нюансы, позволяющие удлинить и установить перекрытие качественно.

1. Для сращивания балок выбирают древесину одной породы и желательно одного цвета, если балки не будут скрыты под отделкой. Разные породы дерева ведут себя по-разному, некоторые более крепкие, другие больше подвержены растрескиванию.
2. Процент влажности материалов не должен превышать 15%. Это должно быть высушенное дерево, которое в процессе эксплуатации не ссохнется, образовав щель в районе сцепления. Если не удается добиться одного показателя для 2-х брусков, разница не должна превышать 3%.
3. Дерево выбирают качественное, без дефектов, синевы, гнили. Не стоит рисковать, стараясь сэкономить, особенно когда речь идет о чердачном перекрытии.
4. Перед установкой балок и соединением, пиломатериал необходимо обработать антисептиком и антипиренами.
5. После склеивания частей, остатки клея необходимо убирать на месте. Когда он высохнет, очистить поверхность будет сложнее.
6. Сращивание производят по вертикали относительно лицевой стороны. То есть сам разрез должен быть параллелен потоку ветра, чтобы избежать продувания через щель.
7. На стыке перед соединением прокладывают слой утеплителя. Древесина не должна соприкасаться друг с другом в месте разреза. Если части бруса начнут высыхать, утеплитель в районе замка предотвратит продувание.
8. Брус для сращивания выбирают одного калибра (одной толщины).
9. Удлиненный брус не должен утолщаться в месте соединения.
10. Сращивание балок необходимо делать в разбег, не по одной линии, чтобы не создавать давление на один, наиболее уязвимый участок перекрытия.

Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:

• замерить пролет, который они будут перекрывать;
• определиться со способами их закрепления на стенах (на какую глубину они будут заходить в стены);
• сделать расчет нагрузки, которая будет на них действовать при эксплуатации;
• с помощью таблиц или программы-калькулятора подобрать подходящие шаг и сечение.

Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

Длина деревянных балок перекрытия

Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.

В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм.

При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету — расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся.

Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.

Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м.

Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать — 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые, а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы.

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации.

Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.

Для чердачного деревянного перекрытия, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:

70х1,3 = 90 кг/м 2 , где 70 – нормативное значение нагрузки для такого вида чердака, кг/м2, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:

Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кгм 2 . Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м 2 .

В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2. В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:

Как усилить деревянные балки перекрытия

Повреждённые деревянные балки, изношенные нагрузками и временем, или недостаточно прочные изначально «по проекту» — это первая причина ослабления несущей способности перекрытий, появления вибраций и скрипов полов на верхних этажах дома. Давайте разберёмся, как усилить деревянные балки и сделать прочнее конструктивные элементы перекрытия.

• Причины ослабления балок
• Наращивание площади сечения балки
• Прутковые протезы
• Армирование балок углеволокном
• Что делать, если укрепление балок невозможно

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.

Причины ослабления балок

Необходимость укрепления балок может возникнуть в ряде случаев:

• естественный износ правильно установленного изделия;
• повреждение балки вследствие ошибок при изготовлении и монтаже;
• изменение назначения помещения, связанное с усилением нагрузки на перекрытия.

Рассмотрим данные причины подробнее. Итак, балка может прийти в неудовлетворительное состояние вследствие воздействия разных факторов, в том числе повышенного уровня влажности, резких температурных перепадов, в результате жизнедеятельности вредителей, а также простого физического износа с дальнейшим появлением трещин.

Не следует сбрасывать со счёта недобросовестность или некомпетентность строителей. Хозяин дома не в состоянии проверить качество и правильность установки элементов скрытого монтажа. Проблемы выявляются позже — уже в процессе эксплуатации помещения при ходьбе на верхнем этаже полы вибрируют или скрипят.

К основным ошибкам на этапе изготовления и монтажа балок относятся следующие:

• применение недостаточно или неверно просушенной древесины. После высыхания таких балок они покрываются трещинами;
• использование слишком тонкого бруса, что приводит к вибрации балок;
• слишком большие пролёты между балками;
• сборка балок из нескольких частей.

Если же идёт речь об изменении назначения помещения — к примеру, чердак планируется превратить в мансарду или жилой блок, то в данном случае нагрузки на перекрытие увеличатся. Очевидно, это потребует увеличения несущей способности балок.

Определить необходимость укрепления балок может неспециалист. Основным показателем при этом, кроме упомянутых вибраций или видимых повреждений, служит уровень прогиба, возникающего как под нагрузкой, так и под собственным весом балки. Прогиб может увеличиться после наращивания нагрузки — установки паркета на верхнем этаже или после завоза мебели. В таком случае балки начинают провисать, что не только чревато вибрацией перекрытий, но и может угрожать их обрушением.

Предельно допустимый прогиб балки несложно рассчитать самостоятельно. Самая простая методика — это вычисление показателя в зависимости от длины балки. В частности, уровень прогиба не должен превышать примерно одной трёхсотой части от длины изделия. К примеру, если прогиб составляет 8–10 миллиметров при длине балки в 2,5 метра — это норма. Если же он оказался большим, то, значит, пришло время укрепить или заменить балку.

Уменьшение шага

В этом случае между существующими балками устанавливают новые. Но метод не дает такой эффективности как предыдущий. При вычислении несущей способности пролет берут во второй степени (по первой группе предельных состояний), а шаг всего в первой. Уменьшение пролета в два раза увеличивает несущую способность в 4, а шага — в 2.

Глубину опирания балок назначают от 200 мм. Новые и существующие элементы обрабатывают антисептиком. По желанию можно использовать антипирены, которые повышают сопротивляемость огню. В местах соприкосновения разных по свойствам материалов (дерево с металлом, кирпичом или бетоном) укладывают гидроизоляцию: Технолэласт, рубероид, Линокром и т.п.

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.

Видео описание

Как выполняется утепление чердачного перекрытия по деревянным балкам, можно посмотреть в видео:

Помимо практически невесомой минеральной ваты утепление перекрытия холодного чердака может выполняться и другими, более дешёвыми, но тяжёлыми материалами – керамзитом, глиняной обмазкой и даже сухой землёй. Главное – учесть их вес при выборе материала для создания настила и обеспечить его надёжное крепление.

Если есть желание не прятать балки, а использовать их в качестве декора потолка, то к ним по всей длине посередине или вровень с верхней гранью подшиваются черепные бруски, к которым крепится подшивка потолка.

Черепные бруски, закреплённые вровень с нижней поверхностью лаг, позволяют выполнить и качественное утепление перекрытия первого этажа дома без отапливаемого подвала. На них между балками укладывается накат из обрезной доски, обработанной антисептиком, затем слой гидроизоляции, утеплитель, пароизоляция и настил для пола.

Схема утеплённого перекрытия 1 этажаИсточник k-dom74.ru

Зашивать перекрытия можно как досками, так и любыми листовыми материалами: плитами ОСП, ДСП, фанерой.

Прутковые протезы

В случаях сильного повреждения участков балок практикуется удаление таких зон и установка на их место прутковых протезов, сделанных из стальной арматуры. Такой метод используется по большей мере при замене торцевых элементов, которые приходят в негодность чаще всего.

В роли протезов выступают обрезки арматуры сечением от 10 до 25 мм. Длина протеза выбирается с расчётом на то, что она должна быть больше на 10%, чем двойная длина повреждённого участка балки. Есть и ограничение длины протеза — он может быть не более 1,2 м.

Перед выполнением работы следует подпереть участок, который будет укрепляться, стойкой для предотвращения возможного обрушения конструкции. Стойки и прогон опоры ставятся на расстоянии от одного до полутора метров от несущей стены. После такого временного укрепления перекрытие разбирается, а сгнивший участок балки спиливается.

Заготовка протеза заводится вертикально в перекрытие, после чего поворачивается в горизонтальную позицию. Конструкция в первую очередь надвигается на балку и затем — в нишу стены. Нужно учесть, что балки, восстановленные с применением протезов, прослужат ещё долгое время, однако прочность обновлённой конструкции, безусловно, будет ниже, чем в случае с новой балкой. Потому нагружать восстановленные балки следует по минимуму.

Стальные

Металлические балки отличаются сложным или даже составным сечением и чаще всего изготавливаются из нескольких видов металла. При расчете таких конструкций требуется учитывать не только их жесткость, но и прочность соединений.

Металлические конструкции изготавливаются путем соединения нескольких видов металлопроката, используя при этом такие виды соединений:

• электросварка;заклепки;болты, винты и другие виды резьбовых соединений.

Стальные балки чаще всего применяются для многоэтажных домов и других видов строительства, где требуется высокая прочность конструкции. В данном случае при использовании качественных соединений гарантируется равномерно распределенная нагрузка на балку.

Для проведения расчета балки на прогиб может помочь видео:

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.

Табличные данные

Анализ статистики и расчеты на основании данных о нагрузочной способности древесины хвойных пород (усредненной) позволили составить таблицу расстояний между лаг, вывести связь между толщиной досок (плит) настила и шагом опорных брусьев.

Важно: если проходимость комнаты повышена или планируется установка тяжелой мебели (оборудования), необходимо делать поправку. При этом увеличивается толщина половой доски, как и сечение брусьев, а размер между лагами уменьшается

Для устройства пола на твердом (железобетонная плита) основании принимается минимально допустимое сечение брусьев и максимальное расстояние между ними. При создании настила в каркасном или деревянном доме учитывается не только полезная нагрузка на настил, но также собственный вес конструкции – брусьев, чернового настила, тепло-, звуко- и гидроизоляции, чистовой отделки.