Как усилить балки перекрытия из дерева от прогиба

Усиление деревянного перекрытия

Фундамент, стены, крыша и перекрытия – основные элементы большинства строительных объектов. В многоэтажном доме эти конструкции разделяют этажи и чердачное отделение, несут и распределяют нагрузку от основных составляющих здания. От того, насколько прочными будут перегородки, зависит прочность всего сооружения и безопасность людей. Очень часто перекрытия сооружают из дерева, однако со временем балки изнашиваются и требуют усиления. Рассмотрим, как это делается.

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

Перекрытием называется горизонтальная конструкция, которая крепится к стенам на определенной высоте и разделяет этажи. Сооружение выполняет роль полноценного пола, поэтому должно выдерживать большие нагрузки от людей, мебели, оборудования и других объектов. По СНиП без учета собственной массы деревянное перекрытие дома должно выдерживать 150 кг/м2, в общественных зданиях эта цифра выше – 400 кг/м2. Следует учитывать, что увеличение нагрузок выше допустимых норм приводит к более быстрому износу балок, что приводит к потере изначальной прочности всей несущей конструкции. Помимо этого, сам по себе срок службы деревянных перекрытий ограничен 50-60 годами, это связано со свойствами материала. Избыточная влажность, плесень, грибок, температурные перепады негативно влияют на свойства дерева, в результате после длительной эксплуатации может возникать прогиб, провисание или искривление конструкции. Тогда требуется усиление балок деревянного перекрытия. Укрепление перегородок также может стать неизбежной мерой, если планируется кардинальное изменение функций помещений, расположенных на этаже. Это может быть связано с размещением ударного оборудования или увеличением нагрузок. Например, если планируется переделать помещения под склады, следует ознакомиться со строительной документацией на здание и в случае необходимости укрепить соответствующую площадку.

Способы усиления

Существует три способа укрепления конструкций: замена деревянных балок, увеличение их количества, усиление существующих. Менять опорные элементы необходимо, если имеют место повреждения по всей длине. Испорченные балки демонтируются, и в те же посадочные места устанавливаются новые. Если повреждений нет, и существующие лаги в нормальном состоянии, но требуется усилить несущую способность перекрытия, можно расширить количество ребер жесткости. Процедура заключается в установке балок между существующими. Таким образом жесткость конструкции увеличивается в несколько раз. Следует помнить, что при монтаже новых лаг их торцы необходимо закрыть рубероидом, чтобы защитить от повреждений. Усиление существующих деревянных балок выполняется при незначительных повреждениях или необходимости создать дополнительную жесткость перекрытию. Есть несколько способов укрепления лаг, один из них заключается в двустороннем креплении накладных элементов. Накладки из дерева используются, если существующее ребро жесткости повреждено. Усиливающие элементы могут устанавливаться с двух сторон по бокам лаги, либо сверху и снизу. Необходимо обеспечить плотное прилегание брусков к опорному элементу, после чего стянуть их болтами с гайками. Крайне важно перед тем, как приступить к работе, обработать накладки и прилегающие к ним участки балки противогрибковым раствором. Если участок лаги небольшой, но имеет достаточно сильные повреждения, его необходимо удалить, а накладные брусья прикрепить к неповрежденным частям. Пролеты между лагами можно усилить и при помощи металлических элементов, для чего используются пластины, швеллера или прутковые протезы. Предварительно обработанная антикоррозионным раствором металлическая конструкция крепится в месте повреждения, жестко фиксируя и обездвиживая дефектный участок. Вариантов исполнения металлических усилителей может быть несколько: прутковая ферма, коробка из пластин, швеллера со скобами. Самым современным способом усиления балочных перекрытий является укрепление углеволокном, которое применяется в виде лент и холстов. Углеволоконная операция увеличения жесткости перегородок из дерева относится к внешнему армированию и осуществляется при помощи полимерцементного или эпоксидного клея. Скорость и простота установки углеродного волокна – основное преимущество этого способа усиления балок деревянного перекрытия. Еще одним положительным моментом такого способа укрепления является эстетичность – внешнее армирование практически не влияет на красоту конструкции. Благодаря такой особенности усиление углеволокном применяется при работах с памятниками архитектуры, гидротехническими и транспортными сооружениями, в случаях, когда укрепить перегородку иными способами невозможно.

Усиления чердачного перекрытия – установка столба

При сооружении мансарды или для усиления в связи с длительным сроком эксплуатации часто требуется укрепить чердачное перекрытие, для чего можно использовать вертикальные опоры. Деревянный столб соединяет нижнюю и верхнюю перегородку, являясь одновременно ребром жесткости для двух конструкций. Вертикальная опора, как правило, выполняется из оцилиндрованного бревна диаметром 150-200 мм. Столбы для балок используются исключительно в случае усиления конструкции, но не при повреждениях. Если лаги повреждены, их необходимо заменить или укрепить вышеуказанными способами, после чего производить монтаж вертикальной опоры. Столб по всей длине следует обработать противогрибковым раствором, а установка в торец предполагает подготовку мест крепления, для чего изготавливаются специальные пазы. Одного элемента жесткости может быть недостаточно, особенно для поддержки наклонных балок, поэтому для таких конструкций устанавливают три столба, с равным шагом по длине лаги. Вертикальные опоры – один из самых надежных видов усиления как чердачных, так и межэтажных деревянных перекрытий. Единственный их недостаток – неэстетичность, но эту проблему можно решить покраской или декоративным оформлением.

Как укрепить балки перекрытия

Проблема, как укреплять балки перекрытия, возникает рано или поздно у владельцев частных домов, поскольку в процессе износа временем и нагрузками любая балка теряет прочность. Это ведет к ослаблению несущей способности перекрытия. При этом усиление потребует грамотного подхода, поскольку в противном случае межэтажные перекрытия не прослужат долго.

Причины ослабления балок

Нужно понимать, что балки в любом случае устаревают, и время действует не на пользу любому сооружению. Однако есть факторы, дополнительно влияющие негативно на прочность деревянных балок — повреждения механическим путем или насекомыми, деформация из-за влажности и чрезмерных нагрузок. В описанных случаях усиление потребуется значительно раньше. В частности, балки могут быть повреждены еще во время изготовления и монтажа, и тогда они просто не способны прослужить длительное время.

Также может плохо сказаться на состоянии балок усиление нагрузки на межэтажное перекрытие. Яркий пример подобной ситуации — установка на верхних этажах непозволительно тяжелых конструкций, изначально не планируемые при проектировании и постройке здания. В данных обстоятельствах наблюдается очевидное провисание перекрытий и даже — иногда — обрушение.

Когда нужно усиливать балки

Первые признаки того, что балки требуется в скором времени усиливать, это:

• появление вибраций перекрытия;
• скрип половиц при ходьбе человека по перекрытию;
• на полу или потолке появляются видимые повреждения и прогибы (монтаж пола на лагах).

Балки могут даже обрушиться, если своевременно не озаботиться вопросами усиления конструкции. Это создает условия серьезной опасности для людей, приживающих в ремонтируемом здании или являются его посетителями, если речь о нежилом помещении.

Помните! Прогиб до 10 миллиметров на длине 2,5 метра является абсолютной нормой, потому ему не придают значения, а вот при прогибе более 10 мм на 2,5 метра ситуация требует вмешательства.

Определить, что нужен ремонт перекрытий, под силу даже не профессионалу, и это не составляет труда. А вот сам процесс восстановления и усиления достаточно сложен, и если у человека отсутствует практический опыт и необходимые знания в строительной сфере, то лучше отказаться от идеи делать это самостоятельно. Именно потому при появлении первых же признаков ослабления балок необходимо обратиться к специалистам для усиления перекрытия, чтобы обезопасить помещения для людей.

Усиление межэтажных балок перекрытия

Чтобы усилить балки, есть на сегодня разные способы, и выбирают обычно один из наиболее подходящих по требованиям и ситуации. Выделяют следующие способы решения данной проблемы:

1. Наращивание площадей сечения балок. Чтобы укрепить тем самым конструкции, необходимо установить деревянные накладки как минимум 50 мм толщиной по всему поврежденному и ослабленному участку. Это применяется в ситуациях, когда материал балок уже старый, или же стал рыхлым благодаря жукам-древоточцам. В этом случае можно использовать не только дерево, но и металл (швеллеры или полосы из металла)
2. Обустройство прутковых протезов. Это подразумевает использование арматуры в качестве протезов. Сечение арматурных прутьев должно быть от 10 до 25 мм, и длина должна быть на 10% больше двойной длины поврежденного бруса. Конструкция устанавливается сначала на балку, а потом в нишу стены. Сгнившие участки спиливаются. Этот вариант актуален, когда повреждения очень серьезные, и необходимо полностью менять участки испорченных балок
3. Проведение армирования углеволокном. Этот вариант использует современные инновации, и позволяет провести армирование специальным углепластиком. Это актуально только тогда, когда помещения небольшие, и другой вариант просто невозможен. Преимущество способа — отсутствие сложных и тяжелых деревянных или металлических составляющих, а композиты просто наклеиваются на поврежденные балки сверху.

Бывает так, что повреждения не позволяют укрепить балки в принципе, поскольку по всей площади пола деревянные материалы трухлявые и прогнили достаточно сильно. Возможно рассмотреть, как вариант, установку дополнительных подпорок или новых балок, чтобы укрепить перекрытие между этажами. Но нужно помнить о том, что установка этого вида конструкций усиливает нагрузку на нижние этажи или подвальное помещение.

Для восстановления и замены балок используют крупный брус с достаточно широким сечением. Если были установлены дополнительные опоры, то дизайнеры предлагают их декорировать, чтобы они вписались в интерьер. Замена балок и полная переделка перегородок между этажами — это наиболее дорогой и сложный вариант, применяющийся, когда уже ничего невозможно сделать, и восстановлению старые конструкции не подлежат.

Усиление деревянных балок перекрытия

Балки перекрытия – одно из слабых мест в старом доме. Под влиянием времени и внешних факторов они изнашиваются, что приводит к скрипу полов на верхних этажах, прогибу перекрытия или даже его обрушению. Как справиться с проблемой и усилить балки перекрытия? Давайте разберемся.

• Причины ослабления несущих способностей перекрытия
• Способы усиления деревянной балки перекрытия
• Что делать, если усиление балок перекрытия невозможно?

Причины ослабления несущих способностей перекрытия

Не только течение времени может быть виновно в том, что перекрытие провисает, появляются скрипы и вибрация. Есть ряд возможных причин этого явления:

• использование при строительстве недостаточно прочных материалов – размеры доски или бруса меньше рекомендуемых, некондиционная древесина, пиломатериалы из «мертвого леса» и т. п.;
• увеличение нагрузки на перекрытие пот отношению к расчетной из-за изменения назначения помещений, чердак превратился в мансарду – необходимо усилить балки;
• применение при укладке перекрытия материалов естественной влажности – в этом случае по мере высыхания бруса или доски происходит его деформация и растрескивание;
• протечки на крыше – попадающая на плоскость перекрытий влага постепенно разрушает древесину, да еще и «открывает ворота» бактериальной флоре, плесени, грибку;
• повреждение массива балки при монтаже или хранении;
• некомпетентность строителей.

Также на древесину пагубно влияют любые перепады влажности и температур, отсутствие специальной антисептической обработки, попадание агрессивных химических сред и поражение насекомыми. Иногда колония муравьев может уничтожить несущие элементы перекрытия менее, чем за один летний сезон.

Совет для тех, кто только начал строиться: не допускайте перечисленных выше явлений чтобы не ремонтировать балки перекрытия досрочно. Но если неприятность уже произошла, придется провести работы по устранению последствий и укреплению перекрытия и его несущих элементов.

Чтобы определить состояние несущих балок, необходимо рассчитать предельно допустимый прогиб элемента. Норма – 1/300 часть от длины балки. То есть, при длине 3 метра прогиб в центральной части не должен превышать 10-12 мм. Если значение больше – требуется ремонт – усиление и укреплении несущего компонента перекрытия.

Способы усиления деревянной балки перекрытия

Если выяснилось, что несущий элемент требует ремонта, есть несколько методов, которые помогут восстановить способность балки к выдерживанию нагрузок.

1. Наращивание площади сечения. Один из самых эффективных методов. С двух сторон деревянной доски или бруса, поврежденных по тем или иным причинам, устанавливают накладки с толщиной не менее 50 мм. Усиливающие детали могут монтироваться как по всей длине, так и на поврежденном участке. Перед проведением работ следует поднять балку домкратом, чтобы полностью убрать существующий прогиб. Монтаж проводится с помощью винтов или шпилек, проникающих сквозь первоначальный несущий элемент и скрепляющих обе накладки между собой.
2. Металлические накладки. Вариация на тему предыдущего метода, только в качестве усилителей выступает не деревянная доска, а швеллер либо металлическая полоса.
3. Прутковый протез. Этот метод чаще всего применяют для восстановления несущей способности торцевых частей балок. В качестве материала используют металлическую арматуру. Работы проводятся после установки опоры под поврежденную балку и разборки перекрытия. Восстановленный несущий элемент имеет меньшую способность сопротивляться нагрузкам, чем новый, это следует учитывать в период эксплуатации.
4. Армирование углеволоконными элементами. Современный инновационный метод усиления и укрепления балок перекрытия. Подходит даже в том случае, если нарастить размеры конструкции невозможно. Углепластиковые элементы имеют малый вес и значительную несущую способность. Для ремонта балок используют различные типы углеволоконных материалов – пластины, листы, пруток. Монтаж проводят с применением специального эпоксидного клея, после застывания полученный конструктивный элемент по прочности не уступает стали.

Вне зависимости от выбранного способа реставрации несущей конструкции, необходимо выполнить требования безопасности во время проведения работ. Следует установить опорные поддерживающие стойки или леса во избежание обрушения во время ремонта.

Что делать, если усиление балок перекрытия невозможно?

Случается и так, что усилить балки – сложно осуществимый процесс или даже совершенно невозможный. При этом заменять перекрытие на данный момент не планируется.

В этом случае есть два варианта исправить ситуацию:

• установка опор под имеющиеся элементы, не выдерживающие нагрузки;
• установить балки-дублеры в промежутках между старыми.

Стойки-опоры установить проще, но они уменьшают полезную площадь помещения, создают помехи при эксплуатации. Кроме того, они уменьшают визуальную привлекательность интерьера, поэтому потребуются дополнительные затраты времени и средств на декорирование стоек. Дублирующие балки устанавливаются по тому же принципу, что и имеющиеся – врезаются в предварительно вырезанные гнезда несущей стены. Технически этот вариант более сложен, чем установка деревянных опор, но лишен тех недостатков, которые свойственны первому способу.

Усиление деревянного перекрытия – способы укрепить потолочные и балки второго этажа

Основным элементом чердачных и межэтажных перекрытий во многих частных домах является деревянная балка. Срок службы перекрытий из дерева ограничен ввиду свойств древесины, особенно, если она была плохо обработана или подвергалась нагрузке и воздействию влаги.

В следствие таких факторов балка перестает справляться с возложенной на нее функцией (возможно провисание, прогиб, искривление) и потребуется усиление деревянных балок перекрытия.

Помимо повреждений и утраты несущей способности балок пола и потолка (лаг, прогонов), укрепление может быть продиктовано увеличением нагрузки на перекрытие.

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

• плохое состояние балочной конструкции. Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;

• снижение несущей способности. Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;

• необходимость увеличения несущей способности балки. Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия (ремонт, реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

Допустимое сечение балок при нагрузке

Материал подготовлен для сайта moydomik.net

Способы усиления деревянных балок перекрытия

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

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

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

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

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

Усиление пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

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

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

Усиление балок углеволокном Усиление балок углеволокном — схема Усиленные 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 профиля Усиление 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

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

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.

Усиление перекрытий — установка дополнительных балок

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