Усиление деревянных балок перекрытия своими руками

Усиление лаг при помощи накладок из фанеры или ОСП плит

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

Укрепление лаг фанерой

Фиксация саморезами делается с двух сторон накладок

Важно, чтобы саморезы проходили через толщину всех скрепляемых элементов

Что можно сделать

Для того, чтобы придать помещениям в деревянном доме более комфортный вид и избавиться от недостатка высоты стен, можно поднять потолок или опустить пол. В обоих случаях ситуация изменится в лучшую сторону. Однако, у второго варианта есть слишком много негативных последствий.

Во первых, пол опустится и появится высокий порог, через который будет нужно переступать, а дети за него будут запинаться. Во вторых, расстояние до окон увеличится и станет неудобно ими пользоваться – открывать и закрывать окна, расположенные слишком высоко, будет неудобно.

Если окно будет располагаться на высоте более, чем 90 сантиметров, то им уже станет некомфортно пользоваться, а в случае с опусканием пола до уровня фундамента, оно приподнимется сразу на 30. Учитывая, что обычно окна в старых постройках располагались на наиболее комфортной высоте, то в результате опускания пола, окна окажутся на высоте около 120 сантиметров – не слишком то удобной.

Наиболее весомым аргументом в пользу не этого, а другого метода, будет относительно высокая стоимость всего комплекса работ. Поэтому, желая увеличить высоту стен в деревянном доме, лучше поднимать именно потолочную поверхность.

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:

Типы плит перекрытия

Выделяют два вида плит перекрытия:

Полнотелая плита перекрытия (монолитная), где нет внутренних пустот. Такую конструкцию используют на нижних этажах здания и производственных площадях. У этого вида плит есть подвиды:
- Безбалочная плита.
Кессонная плита (имеющая структуру ячеечной сетки).
Ребристая плита.

Пустотные плиты перекрытия, которые применяют при строительстве многоэтажных домов и зданий административного назначения. Конструкция такого элемента гораздо проще полнотелой плиты, но это негативно сказывается на показателях прочности и надежности изделия. Именно поэтому так востребовано усиление пустотных плит перекрытия.

Как укрепить монолитные плиты из железобетона?

Поскольку монолитное перекрытие обладает внушительным весом, его укрепление и ремонт требуют предварительных расчетов несущей способности с целью определения того, как на ней скажется дополнительная нагрузка. Целесообразнее усиление и дополнительную обвязку арматурой производить комплексно – т.е. всех конструкций каркаса.

Фото 3. Монолитные железобетонные конструкции, подготовленные под комплексное усиление

Для укрепляющего армирования используется арматурная сетка с ячейками 150х150 или 200х200 мм из прутков диаметром 14-18 мм. Заливку усиливающего слоя бетона можно производить вручную с предварительным устройством опалубки. Но лучшим способом упрочняющего бетонирования монолита является торкретирование. Данный метод предполагает использование специальной торкрет-пушки, с помощью которой бетонная смесь наносится набрызгом под очень большим давлением.

Процесс торкретирования показан в следующем видео:

Толщина наносимого методом торкретирования бетонного слоя может достигать 50 мм. Набрызг под давлением обеспечивает высокую прочность сцепления нового бетона со старым, но поверхность получается рельефной и повторяет контуры армирующего каркаса. Поэтому основание придется дополнительно штукатурить.

Аналогичным способом можно укреплять и сборно-монолитное перекрытие

Однако здесь важно предусмотреть перераспределение нагрузок на несущие стены или опорные элементы каркаса – т.е. слой бетона не должен просто лежать на поверхности горизонтальной конструкции или висеть на ней снизу.

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.

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.

Усиление перекрытий – необходимое мероприятие

Необходимость осуществления восстановительных работ, направленных на увеличение прочности перекрытий, возникает достаточно часто:

при выполнении планового ремонта обычной квартиры, расположенной в многоэтажном доме;
при осуществлении ремонтных работ внутри помещений производственного или складского назначения;
в процессе реставрации архитектурных памятников и восстановления межэтажных конструкций старых зданий;
при производстве ремонтных мероприятий, связанных с серьезной перепланировкой различных видов помещений.

Техническое состояние этих конструктивных элементов — один из основных факторов, которые определяют необходимость осуществления реконструкции гражданских и жилых зданий

Причины разрушения несущих конструкций различные:

несоблюдение требований технологии при выполнении строительных работ;
использование низкокачественных строительных материалов;
значительное повышение нагрузки на несущие стены и потолки;
арматурная коррозия, связанная с нарушением защитного слоя.

Кроме того, иногда возникает потребность в укреплении межэтажных панелей, состояние которых вполне удовлетворительное. Такая ситуация связана с изменением функционального назначения помещений. Ведь новые владельцы зданий достаточно часто размещают массивное оборудование, выполняют существенную реконструкцию, а также повышают этажность строения.

В зависимости от характерных особенностей разрушения, ремонтные работы предусматривают:

удаление разрушающихся элементов и локальную их замену новыми;
восстановление бетонного массива или наращивание толщины плит;
усиление панелей стальной сеткой или дополнительными прутками арматуры;
установку в участках стыковки балок стальных накладок и мощных хомутов.

Выбор оптимального метода усиления определяется строителями в зависимости от материала перекрывающих конструкций. В качестве материала перекрытий используется:

древесина;
металлопрофиль;
железобетон.

Эти работы предусматривают целый комплекс мероприятий, которые направлены на восстановление несущей способности перекрытия и отдельных частей

В одних случаях для увеличения нагрузочной способности применяется бетон, усиленный стальной арматурой, в других производится установка опорных элементов или используются металлические хомуты. Допускается установка на проблемном участке опорных стоек, изготовленных из металлопроката или деревянных брусьев. При выполнении восстановительных мероприятий и установке перекрытий следует придерживаться требований технологии и использовать качественное сырье.

Усиление перекрытий: актуальность проблемы

Как уже было отмечено, ремонт перекрытия чаще всего предполагает замену элементов или фрагментов перекрытия, а также его усиления, что является одним из наиболее практикуемых мероприятий. Основной причиной необходимости усиления перекрытия является его неудовлетворительное техническое и эксплуатационное состояние, низкая несущая способность, а также внезапное возникновение необходимости усиления нагрузки на перекрытия и на здание в целом. Также причиной усиления перекрытий может стать нерациональный подбор строительных материалов и несоблюдение технических требований, приводящее к возникновению конструктивных ошибок. Существует несколько основных видов перекрытий, для каждого из которых характерен свой способ усиления. В связи с этим, для полного понимания проблемы, рекомендуем вам ознакомиться со следующей классификацией перекрытий.

Основные типы перекрытий:

Деревянное;
Перекрытие, основу которого составляют железобетонные монолитные плиты;
Перекрытие Клейна, как одно из наиболее редко встречающихся перекрытий;
Ребристое.

Для каждого из этих видов свойственны свои способы усиления, которое выполняется преимущественно на этапах перепланировки и ремонта квартиры или офисного помещения и помогает избежать возникновения непредвиденных аварийных ситуаций. Но независимо от конструктивных особенностей перекрытия, его усиление начинается с установки опорных стоек, а также в случае необходимости устройства опор для перекрытий нижележащих этажей

При этом важно помнить, что технология усиления перекрытий предполагает размещение опорных стоек одна над другой. Чтобы вес перекрытий, подвергшихся усилению, равномерно распределился по перекрытиям нижерасположенных этажей, их устанавливают на лаги, в качестве которых используют стальные балки или деревянные брусья

Дополнительные опоры

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

До и после реконструкции

Порядок работ по усилению можно свести к следующим пунктам.

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

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

Методы усиления бетонных и железобетонных конструкций

Исходя из результатов обследования и обсудив задачу с заказчиком при разработке технического задания, определяют один из способов усиления бетонных конструкций.

Восстановление несущей способности конструкции

Привести конструкции в порядок, значит предотвратить дальнейшее разрушение и восстановить прочность дефектного места. Необходимо убрать крошки и бетонную пыль в железобетонной конструкции для усиления растянутой зоны любым доступным способом.

Арматуру следует очистить от ржавчины с помощью пескоструйного аппарата. Полностью оголенные стержни очистить от бетонной крошки, оставив зазор около 1 см. Если коррозия сильно повредила металл, установить дополнительные стержни на расстоянии 1-2 см, чтобы зазор можно было снова забетонировать.

Железобетонная рубашка создается из специального состава – ремонтной смеси. Она защитит арматуру, и технические свойства балки или опоры не изменятся.

Увеличение несущей способности конструкции

Самый простой способ увеличить несущую способность – установить дополнительные опоры. Стальная или бетонная балка устанавливается на отдельном фундаменте, подводится под усиливаемый узел и расклинивается в вертикальном положении.

Распорки, или подкосные портальные балки увеличивают несущую способность, но упираются в основные несущие конструкции, и их необходимо усилить. Подвесные опоры также опираются на основной каркас.

Нагрузку на другие элементы передают на независимые опорные элементы, расположенные под основными. Разгружают балки горизонтального перекрытия, подведенным снизу металлическим швеллером или двутавром, конец которого закреплен на независимой опоре.

Устранение факторов повреждения конструкции

Если в ходе обследования обнаружились трещины и пустоты, не нарушающие прочность сооружения, но открывающие доступ к арматуре, необходимо восстановить герметичность.

Для этого продольные щели разделывают на конус, вглубь подают под давлением ремонтный раствор, заполняя раковины, пустоты. Зачастую используются полимерные составы на основе эпоксидной смолы.

Устройство деревянного перекрытия между этажами

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.

Материал подготовлен для сайта moydomik.net

Видео описание

Как выполняется усиление стальным швеллером, показано в видеоролике:

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 u10.filesonload.ru

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 i.ibb.co

Характеристики деревянных балок перекрытия

При неправильном выборе деревянные балки для перекрытия могут прогибаться или разрушиться в точках заделки. Хорошо высушенная древесина хвойных пород обладает приемлемыми характеристиками для использования в качестве элементов перекрытия:

При нормальных режимах эксплуатации плотность древесины составляет 500 кг/м³, для улицы и влажных помещений – 600 кг/м³.
Предел прочности хвойных пород на изгиб – около 75 МПа.
Деревянные балки просты в использовании.
Благодаря небольшому весу конструкции из древесины оказывают меньшую нагрузку на основание дома.
Возможность самостоятельной установки без применения дополнительных дорогих материалов.
Мелкий ремонт можно производить в процессе эксплуатации.
Меньшая стоимость в сравнении с железобетонными плитами.
Хорошая ремонтопригодность.
Отлично подходят для возведения частных коттеджей с небольшой величиной пролета.
Дерево – экологически чистый материал.

Минусы деревянных балок перекрытия:

Нужна обязательная обработка антисептиками против воздействия грибков и плесени.
Дерево – горючий материал, поэтому требует обязательной пропитки огнеупорными составами.
Не подходят для зданий с большими пролетами.
Уступают по допустимой нагрузке железобетонным конструкциям.
Лиственные породы плохо подходят для использования в качестве балок перекрытия.
Перепады температуры могут приводить к деформации деревянных элементов.
При влажности более 14% повышается риск критического прогиба.

Размеры деревянных балок перекрытия

Выбор сечения зависит непосредственно от шага установки и длины пролета. Если планируете производить перекрытие по балкам из древесины, то минимальные размеры можно выбирать из таблицы в зависимости от расчетной нагрузки. Размеры прямоугольных брусьев по ширине – 4-20 см, по высоте – 10-30 см. Диаметр оцилиндрованного бревна выбирают в пределах от 11 до 30 см.

Размеры допустимой нагрузки на перекрытия:

Для не нагруженного чердачного помещения – 130-150 кг/м².
Используемое чердачное помещение – до 250 кг/м².
Межэтажные перекрытия – 350-400 кг/м².

Размеры деревянных двутавровых балок:

Поперечные габариты – от 65х200 мм до 85х280 мм.
Высота балок ДДБ – от 200 до 320 мм.
Сечение бруса – 42х85 мм.
Длина – до 6 м.

Усиление лаг при помощи накладок из фанеры или ОСП плит

Укрепление лаг фанерой

Фиксация саморезами делается с двух сторон накладок

Важно, чтобы саморезы проходили через толщину всех скрепляемых элементов

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.

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.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ усиления опорных участков балок, включающий подготовку поверхности, ее обработку адгезионным составом, проведение в случае необходимости ремонтных работ, отличающийся тем, что усиление осуществляют за счет крепления к опорным участкам балки, по крайней мере, с одной стороны относительно поперечного сечения балки гофрированных металлических листов с постоянными параметрами гофров или переменно-гофрированных металлических листов, расположение гофров может быть поперечным или наклонным, во все или только в некоторые полости, образованные между гофрированными листами и балкой, нагнетают или не нагнетают дефектоустраняющий раствор.

2. Способ усиления опорных участков балок по п.1, отличающийся тем, что на опорных участках балки устраивают дополнительные внутренние и/или наружные усиливающие элементы, шаг и направление которых согласовывают с шагом и направлением гофров металлических листов.

3. Способ усиления опорных участков балок по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве нагнетаемого дефектоустраняющего раствора применяют цементно-песчаную смесь, обладающую после затвердения несущей способностью.

Деформация балок и лаг

В классическом случае применения балок межэтажного перекрытия и лаг полов второго этажа, конструкция будет иметь следующий вид:

Балки перекрытия из цельного дерева, прямоугольной формы, без сочленений (сечение зависит от длины пролета – ширины комнаты) являются основой конструкции межэтажного перекрытия;
Торцы балок закреплены в массив противоположных несущих стен и зафиксированы при помощи металлических шпилек или на саморезах и металлических перфорированных крепежных элементах;
Поверх балок установлены лаги пола второго этажа. Они установлены перпендикулярно балкам на одинаковом расстоянии и имеют форму и сечение, обеспечивающие надежное крепление досок чистового пола;
Пространство между балками и лагами заполнено утеплителем для шумо- и теплоизоляции помещений.

Конструкция межэтажного перекрытия

В такой конструкции, рассчитанной на полезную нагрузку в 400-450 кг на 1 квадратный метр, естественным считается деформация на прогиб в 1/300 длины балки. Проще говоря, при длине балки в 6 метров прогиб балки максимально может иметь величину около 2 см. Если балка прогнулась на большее значение, конструкция требует дополнительного усиления и укрепления.

Сами балки выдерживают на себе два вида нагрузки: первая – это статическая нагрузка от веса остальных элементов перекрытия и установленных предметов мебели и оборудования на них. Вторая — динамическая нагрузка — возникает от перемещения по поверхности пола второго этажа людей и временной установки мебели в центральной части, когда балки и лаги имеют наибольшую нагрузку.

Зависимость (в милиметрах) сечений лаг и шагов между ними от толщины половых досок

Оптимальным считается двутавровая форма составных лаг для пола и составная форма балок для межэтажного перекрытия. При этом, для любых видов лаг и балок, основным видом деформации, влияющим на всю конструкцию дома, выступает прогиб в центральной части. И именно поэтому чаще всего осуществляется усиление балок и лаг, расположенных в центре.

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.