Как усилить деревянные балки перекрытия

Усиление железобетонных конструкций – это давно уже не просто блажь, а действенный способ увеличить время эксплуатации отдельных элементов и всего жилища в целом. В данной статье будут описаны методы подобного усиления, также рассмотрены все их тонкости и способы реализации главных методов.

Подробный обзор

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

Работы по усилению железобетонных конструкций

Данные операции подразумевают большой перечень функций и мероприятий, которые необходимы для обеспечения разных эффектов.

  • Увеличение поперечного сечения разных видов компонентов железобетонных конструкций. Выполняется благодаря технологиям бетонирования слоями с применением каркаса для армирования, выбросу бетонного раствора под большим давлением из специального оборудования, инъектирования бетонной смеси в опалубки.
  • Укрепление несущих деталей посредством установки новых элементов. Достигается за счет правильного распределения давления и понижения влияния на укрепляемую деталь посредством установки в строение дополнительных элементов.
  • Освобождение и точное распределение воздействия посредством переноса на другие детали строения. Достигается за счет добавления новых консолей либо модификации старых элементов, а также за счет подмены тяжелых деталей на компоненты с меньшим весом.
  • Увеличение технических свойств железобетонных изделий посредством установки внешних каркасов для армирования. Выполняется посредством установки армирования, анкеров, швеллеров, бетонных пластов, листов из стали, преднапряженных деталей.
  • Установка свай из бетона, специальных подошв и упоров под землей. В данной ситуации применяется бурение отверстий при помощи алмазных сверл. Отверстия выполняются в необходимых местах и наполняются бетонной смесью. Таким образом, повышается устойчивость подземных элементов строения.

Способы укрепления перекрытий

Увеличить несущую способность балок межэтажных перекрытий можно двумя путями: усилив или разгрузив их.

Усиление балок

Способов, как усилить балки перекрытия второго этажа, несколько.

  • Увеличение сечения деревянными накладками.

Наиболее эффективным решением станет наращивание сечения балок по нижней горизонтальной плоскости с обязательным условием создания опоры для накладок. Для этого нужно либо углубить опорные гнезда в несущих стенах, либо использовать специальные стальные крепления или уголки. Доски расчетной толщины прибиваются к нижней грани бруса по всей его длине.

Читайте также:  Арматура для армопояса дома из газобетона

Опорный уголок из оцинкованной стали Источник

При незначительном прогибе возможно наращивание сечения путем установки на балку боковых накладок толщиной 50 мм. Перед этим под точку её максимального прогиба устанавливают подпорку и поднимают её домкратом до выравнивания бруса. Затем фиксируют его в этом положении, установив с обеих сторон доски и стянув их шпильками.

Укрепление боковыми накладками Источник

На заметку! Вместо деревянных накладок можно использовать металлические швеллеры, уголки или полосы, которые перед монтажом нужно обработать от коррозии и проложить между деревом и металлом слой гидроизоляции.

  • Армирование углепластиком.

Полотно из этого современного композитного материала, наклеенное в несколько слоев, позволяет очень качественно решить задачу, как усилить балку перекрытия из дерева. Приклеивают углепластик эпоксидным клеем, перекрывая стыки полос поперечными слоями. После застывания клея он превращается в прочный и жесткий каркас, практически не уступающий металлу и отлично противостоящий нагрузкам.

Достоинство этого способа в простоте монтажа и отсутствии необходимости в монтажных инструментах.

Углеволокно используют для усиления самых разных конструкций Источник

  • Протезирование стальной арматурой.

Этот способ больше подходит для тех случаев, когда у балок повреждены торцы, что часто происходит при их некачественной гидроизоляции в опорных гнездах. Их заменяют протезами из спаренных ферм, изготовленных из стальной арматуры сечением не менее 10 мм.

Перед тем как укрепить потолок в доме с деревянными перекрытиями, под поврежденную балку устанавливают временную поддерживающую опору и разбирают перекрытия снизу и сверху на 1,5 метра от стены.

Сгнивший торец срезают, а в проем вертикально вводят протез. Затем его разворачивают, устанавливая в горизонтальное положение и надвигая на балку, после чего свободный конец задвигают в опорное гнездо в стене. Скрепляют протез с балкой гвоздями.

Схема установки стального протеза Источник

Обратите внимание! Длина протеза не должна превышать 120 см, вместе с тем она должна быть больше двойной длины срезанного торца на 10%. То есть, этот метод может применяться, только если длина поврежденного конца балки не более 50-55 см.

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.

В качестве опор для лаг выступают столбики из блоков или бетона Источник

  • Монтаж дополнительных балок.

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.

Основные проблемы

Наибольшая часть дефектов обычно вызывается арматурной коррозией, продукты которой, увеличиваясь в объеме, до 30% разрушают окружающий бетон. Коррозия также снижает эффективное сечение рабочей и дополнительной арматуры, от которого зависит несущая способность конструкции.

Основные проблемы

Еще может оказаться необходимым усиление плит перекрытия, находящихся в удовлетворительном состоянии, например, при изменении назначения помещения и потребности размещения в нем непредусмотренного ранее технологического оборудования, при реконструкциях, надстройках дополнительных этажей и других разнообразных случаях.

Читайте также:  Как утеплить чердачное перекрытие пенопластом

Усиление железобетонных конструкций: способы, особенности

Главными задачами при эксплуатации объектов недвижимости (в контексте усиления конструкций) являются:

  • Увеличение сроков службы всех конструктивных узлов зданий и сооружений;
  • Предотвращение аварийных ситуаций.

Предпосылки необходимости усиления

Основанием для организации работ по усилению строительных конструкций являются следующие причины:

  • Физическое старение и фактический износ материалов и конструктивных элементов;
  • Необходимость увеличения этажности зданий и строений;
  • Перепланировка помещений, включающая внесение изменений в несущие конструктивные узлы;
  • Грунтовые подвижки;
  • Наличие ошибок и неверных расчетов при выполнении проектных работ;
  • Необходимость усиления конструкций, деформированных после аварийных ситуаций.

Способы усиления железобетонных конструкций

Мероприятия по укреплению железобетонных конструкций можно условно классифицировать по следующим критериям:

  1. Традиционные способы;
  2. Инновационные технологии;
  3. Комбинированные методы.
Усиление железобетонных конструкций: способы, особенности

Традиционные способы включают в себя:

  • Повышение прочности за счет добавления дополнительных слоев бетона и увеличения площади сечения конструкций;
  • Работы по усилению при помощи стальных стяжек, уголков, швеллеров;
  • Усиление путем применения дополнительных несущих конструктивных узлов (укосин, консолей, распорок);

Инновационные методы, используемые для усиления строительных конструкций:

  • Укрепление несущих узлов с применением композитных материалов (углепластик, карбоновое волокно, кевлар);
  • Совершение инъекций специальными смесями, в состав которых включена эпоксидная смола, полимерцементные материалы, полиуретан;
  • Преднапряженные канаты – используются, как правило, при усилении перекрытий зданий и сооружений.

Комбинированные методы усиления железобетонных конструкций – совокупность различных технологических приемов, применяемых индивидуально в отдельном конкретном случае.

Особенности мероприятий по укреплению железобетонных конструкций

Выбор оптимальных способов и решений по усилению железобетонных конструкций, производится в соответствии с проектной документацией, разработанной на основании многочисленных исходных данных, таких как:

  1. Результаты обследования и проведенной экспертизы объекта (выявляются участки с наличием дефектов и потерей прочности);
  2. Проектная документация существующего объекта;
  3. Сведения о сроке эксплуатации объекта;
  4. Данные об инженерно- и гидрогеологических характеристиках участка, в соответствии с которыми выполнялось первичное проектирование;
  5. Информация о различии фактических и проектных данных исполнения конструктивных узлов, с приведением всех отступлений от проекта;
  6. Данные о технологических нагрузках во время эксплуатации;
  7. Сведения о положении железобетонных конструкций, полученные в процессе геодезической съемки;
  8. Фактические параметры бетона и стали всех конструктивных узлов;
  9. Данные об аварийных режимах конструкций за период до начала проектирования мероприятий по усилению;
  10. Данные об имеющихся деформациях и вызвавших их причинах;
  11. Данные о ранее усиленных конструктивных элементах;
  12. Инженерно- и гидрогеологические характеристики на момент проведения усиления;
  13. Прогноз возможного подтопления;
  14. Сведения о новых возможных нагрузках, эксплуатационном режиме и ожиданий агрессивности среды;
  15. Данные о дефектах железобетонных конструкций, которые влияют на несущие характеристики.

Что делать, если укрепление балок невозможно

Если балки перекрытий не повреждены, однако с трудом выдерживают нагрузку и прогибаются, а их укрепление проблематично или нецелесообразно, нужно рассмотреть вариант обустройства дополнительных балок или поставить подпорки под уже существующие. В этом случае несущая способность конструкций будет усилена перераспределением нагрузки на дополнительные балки или стойки. Последние, естественно, будут передавать нагрузку на перекрытия нижнего помещения.

Новые балки-дублёры точно так же, как и существующие, закрепляются в гнезде, обустроенном в несущей стене. Установка же стоек — хоть и более простая задача, однако она зачастую сопряжена с дополнительным нежелательным эффектом — такие опоры могут загромождать пространство и мешать беспрепятственному проходу по помещению. Важна и визуальная составляющая — опоры желательно декорировать для того, чтобы они гармонично вписались в дизайн помещения.

Итак, мы рассмотрели несколько основных, наиболее распространённых способов укрепления балок. Выбор конкретного метода зависит как от степени износа конструкций и нагрузки на них, так и от умений строителя, наличия необходимого инструментария, финансовых возможностей и свободного времени мастера.

Конструктивные решения.

Усиление плит перекрытий и балок выполняется путем наклейки углеволокна в наиболее напряженных зонах – обычно в центре пролета по нижней грани конструкции. Это повышает их несущую способность по изгибающим моментам. Для решения таких задач подходят все виды углеродных материалов – ленты, ламели и сетки.

Читайте также:  Кладка керамзитобетонных блоков своими руками, пошаговая инструкция

Кроме того, для балок часто требуется выполнить усиление приопорных зон на повышение несущей способности при действии поперечных сил (по наклонной трещине). Для этого выполняется наклейка U-образных хомутов из углеродных лент, или сеток.

Углеродные ленты и ламели иногда применяются в совокупности, так как их способ монтажа и адгезивные составы схожи. Применение углеродных сеток, как правило, исключает использование лент и ламелей в связи с производством «мокрых» видов работ.

Усиление колонн происходит путем их оклейки углеродными лентами, или сетками в поперечном направлении. Таким образом достигается эффект «бондажирования» и происходит сдерживание поперечных деформаций бетона по схожему принципу с «бетоном в трубе», или «трехосным сжатием».

Правила

При проведении работ по усилению плит перекрытия, помимо выполнения единых правил техники безопасности (ТБ) в строительных работах в соответствии с главой СНиП III-4-80, необходимо выполнение дополнительных правил, которые связаны с особенностью и условиями производимых работ.

Правила

Техпроцессы (ТП), производимые на территории функционирующего производства и в работающих цехах, имеют отношение к мероприятиям высокой опасности и должны осуществляться по наряду-допуску. Трудящиеся строительных компаний должны быть ознакомлены с планами выполнения работ и пройти внеочередной инструктаж по ТБ в связи с высокой опасностью выполнения работ.

Правила

Как усилить деревянные балки перекрытия

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 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

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

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 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.