Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба

Деревянные перекрытия между этажами подходят почти для всех типов зданий. Они совместимы с деревянными, кирпичными и бетонными постройками. Конструкции монтируют не только между этажами, но и в чердачных и подвальных помещениях. В этих комнатах без них не обойтись, но устройство деревянного перекрытия между этажами отличается от подвальных конструкций.

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

Технические характеристики – как не ошибиться при выборе

Деревянные балки эффективны при закрытии пролёта в 2,5-4 м. Максимальная длина – 6 м, при большей протяжённости не обойтись без монтажа опорных колонн или иных конструкций.

Крепление стропил к балкам перекрытия из дерева осуществляется посредством стальных пластин, уголков и скользящих опор. При определении сечения за стандарт принимают общую нагрузку в 350-400 кг/м2 для перестраховки. Оптимальное соотношение высоты и ширины изделия 1,4:1. Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать, дополнительно нужно учесть размеры заступов на стену — не менее 12 см, для бруса — не менее 15 см.

Ширина доски для балки варьируется в пределах 4-20 см, высота 10-30 см, диаметр брёвен может достигать 11-30 см. В зависимости от габаритов балки, шаг укладки составляет 0,3-1,2 м (как правило, 0,6-1 м).

Расстояние между балками перекрытия из металла колеблется в пределах 1-1,2 м. Номер (размер) балки при нагрузке в 400 кг/м2 выбирается исходя из длины обустраиваемого пролёта и шага укладки. Так, при пролёте в 6 м и шаге 1-1,2 м оптимален 20 двутавр (высота 20, ширина 10 см); пролёт 4 м, шаг 1-1,2 м — №12 (высота 12, ширина 6,4 см); пролёт 3 м, шаг 1-1,2 м — №10 (высота 10, ширина 5,5 см).

Современная бетонная балка перекрытия способна закрыть проём длиной в 3-7,5 м, а укладка проводится с шагом в 1-1,5 м. Минимальная высота элемента составляет 1/20 часть длины пролёта, ширина рассчитывается исходя из пропорции 5:7 (5 — ширина, 7 — высота).

Размеры балок перекрытия комбинированного типа могут быть самыми разными. Для серии W наибольшая длина составляет 6 м, категория L предусматривает длину до 13,5 м. Основное отличие между группами заключается в типе бруса. В первом случае это струганое изделие, прошедшее камерную сушку, во втором — клееные балки перекрытия, соединённые из отдельных элементов посредством особой технологии, что придаёт итоговому продукту повышенную жёсткость, прочность и надёжность.

Деревянные балки перекрытия

Деревянные балки являются основной несущей конструкцией перекрытия и имеют следующие преимущества:

  • их несложно изготовить и смонтировать;
  • имеют низкую теплопроводность;
  • экологически чистый материал;
  • относительно небольшая стоимость.

В то же время они имеют и недостатки:

  • меньшая механическая прочность, по сравнению с железобетонными;
  • древесина – горючий материал, поэтому потребуется обработка антипиренами – средствами делающими её негорючей;
  • возможность поражения грибком, плесенью или насекомыми – требуется обработка антисептиками и средствами от насекомых;
  • возможность деформации под воздействии нагрузок, влажности, колебания температуры или при изготовлении балок из сырой древесины;
  • зыбкость – колебания под воздействием переменных нагрузок, которые могут быть вызваны недостаточным их сечением, неправильным расположением или закреплением.

Балки деревянных перекрытий, чаще всего, имеют сечение прямоугольной формы и изготавливают их из обрезных досок толщиной 38-50 мм и шириной 100-250 мм или бруса сечением 60-200х100-220 мм. Кроме этого, в качестве балок могут использоваться бревна, круглые или обтесанные (с одной или из трех сторон). Они  должны быть изготовлены из хорошо высушенной древесины, в противном случае,   впоследствии могут деформироваться. Максимальная длина деревянной балки перекрытия из таких материалов (обрезной доски, бруса, бревна) не должна быть более 6 м.

Читайте также:  Подступенки для лестницы: размеры и способы монтажа

При использовании в качестве балок досок высотой более 150 мм, для предотвращения из скручивания между ними устраивают вертикальные распорки-связи, сечение которых должно быть не менее 100х38 мм. Их располагают с шагом не более чем 2 м или в местах стыка листов (плит) нижней или верхней обшивки.

Кроме традиционных видов деревянных балок, в настоящее время, приобретают все большую популярность перекрытия из клееного бруса. Такой брус состоит из склеенных между собой деревянных полос – ламелей, которые могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. Такие балки не подвержены деформациям при эксплуатации, имеют геометрически правильную форму и стандартные размеры.

Кроме этого, в настоящее время, все чаще используется клееная двутавровая балка для перекрытия, которая может состоять из древесины или комбинации её с OSB.

Максимальная длина деревянной клееной балки перекрытия – до 12 м. К тому же, клееные балки того же сечения намного прочнее чем балки из обычной (не клееной) древесины. Для создания оригинальных перекрытий арочного типа, некоторые производители изготавливают даже гнуто-клееные балки.

Размеры и шаг

Длина, сечение и шаг балок деревянного перекрытия взаимозависимые величины. Длина балок, как правило, определяется шириной пролета, который необходимо перекрыть. А их сечение и шаг определяют уже исходя из выбранной длины, нагрузки, которая будет действовать на перекрытие, а также учитывая размеры плит утеплителя или  подшивки потолка. Кроме того шаг и сечения балок деревянного перекрытия могут корректироваться в случае использования их в качестве элемента дизайна комнаты. При этом изменения должны быть произведены только в сторону увеличения прочности конструкции.

При проектной нагрузке в пределах 400кг/м2 сечение балок деревянного перекрытия может быть следующим:

Шаг,м \ Пролет,м

2,0

2,5

3,0

4,0

4,5

5,0

6,0

0,6

75х100

75х150

75х175

100х200

100х200

125х200

150х225

1,0

75х150

100х150

100х175

125х200

150х200

150х225

175х250

При меньших нагрузках на перекрытие сечение досок или бруса может быть таким:

Нагрузка, кг/ м2при шаге балок — 1,0 м

Длина пролета, м

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

150

50х140

50х160

60х180

80х180

80х200

100х200

100х220

200

50х160

50х180

70х180

70х200

100х200

120х220

140х220

250

60х160

60х180

70х200

100х200

120х200

140х220

160х220

350

70х160

70х180

80х200

100х220

120х220

160х220

200х220

Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

Сечение

балки (доски), мм

П

3,0

Р

3,5

О

4,0

Л

4,5

Ё

5,0

Т,

5,5

м

6,0

Чердачные перекрытия
50х160 1200 900 650 500 420
50х200 1850 1350 1050 800 650 550 450
Междуэтажные перекрытия
50х160 800 600 450
50х200 1250 900 700 550 450

//

Конструкция

Деревянный пол — самый старый и в то же время надежный способ покрытия. Прежде всего стоит разобраться с конструкцией покрытия из дерева, с тем, как оно устроено. Традиционная конструкция состоит из: деревянных балок перекрытия, лагов, половых досок и плинтуса.

Конструкция

Основной элемент — лаги. Они являют собой своего рода обрешетку, каркас, на который стелятся половые доски. Они нужны для того, чтобы финальная конструкция было крепкой и ровной. Любое нарушение в конструкции лаг скажется на качестве пола в целом.

Суть в том, что главная функция лаг — предоставить полу ровную поверхность. Они также способствуют проходу воздуха внутри конструкции настила. Это предотвращает гниение элементов из дерева.

Расчет балок перекрытия

Планируя строительство перекрытия, для начала следует рассчитать конструкцию его основы, то есть длину балок, их количество, оптимальное сечение и шаг расположения. От этого будет зависеть, насколько безопасным окажется ваше перекрытие и какую нагрузку оно сможет выдерживать при эксплуатации.

Длина балок

Длина балок зависит от ширины пролета, а также от способа крепления балок. Если балки будут закреплены на металлических опорах, их длина будет равняться ширине пролета. При заделке в пазы стен, длину балок рассчитывают, суммируя величину пролета и глубину заведения двух концов балки в пазы.

Шаг расположения балок

Расстояние между осями балок выдерживают в пределах 0,6-1 м.

Количество балок

Расчет количества балок выполняют следующим образом: планируют размещение крайних балок на расстоянии минимум 50 мм от стен. Остальные балки размещают в пространстве пролета равномерно, в соответствии с выбранным интервалом (шагом).

Сечение балок

Расчет балок перекрытия

Балки могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое, двутавровое сечение. Но классическим вариантом все же является прямоугольник. Часто используемые параметры: высота – 140-240 мм, ширина – 50-160 мм.

Выбор сечения балки зависит от ее планируемой нагруженности, ширины пролета (по короткой стороне помещения) и интервала размещения балок (шага).

Читайте также:  Опирание монолитного перекрытия на кирпичную стену

Нагруженность балки высчитывают, суммируя нагрузку ее собственного веса (для междуэтажных перекрытий – 190-220 кг/м 2 ) с временной (эксплуатационно й) нагрузкой (200 кг/м 2 ). Обычно, для эксплуатируемых перекрытий, нагрузку принимают равной 350-400 кг/м 2 . Для чердачных неэксплуатируемы х перекрытий можно брать меньшую нагрузку, вплоть до 200 кг/м 2 . Специальный расчет необходим, если предполагаются значительные сосредоточенные нагрузки (например, от массивной ванны, бассейна, котла и т.п.).

Балки укладывают вдоль короткого пролета, максимальная ширина которого – 6 м. На большем пролете неизбежно провисание балки, которое приведет к деформации конструкции. Однако и в такой ситуации есть выход. Для поддерживания балок на широком пролете устанавливают колонны и опоры.

Сечение балки напрямую зависит от ширины пролета. Чем больше пролет, тем более мощную (и прочную) балку необходимо выбирать для перекрытия. Идеальный пролет для перекрытия балками составляет до 4 м. Если пролеты шире (до 6 м), то использовать необходимо нестандартные балки с увеличенным сечением. Высота таких балок должна составлять не менее 1/20-1/25 от величины пролета. Например, при пролете 5 м нужно использовать балки с высотой 200-225 мм при толщине 80-150 мм.

Конечно, самостоятельно выполнять расчеты балок необязательно. Можно воспользоваться готовыми таблицами и диаграммами, в которых указаны зависимости размеров балок от воспринимаемой нагрузки и ширины пролета.

После выполнения расчетов можно приступать к устройству перекрытия. Рассмотрим весь технологический процесс, начиная с фиксирования балок на стены и, заканчивая, финишной обшивкой.

Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба?

Основным элементом чердачных, межэтажных перекрытий и перекрытий погребов, 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.

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.

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 усиления 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.
Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба?

Усиление балок шпренгельными затяжками

Тип усиления с изменением работы

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

Изменение условий работы конструкций

Изменение схемы работы

Нестандартные решения

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.

Читайте также:  Предельная нагрузка на балку чердачного перекрытия /инструкция с фото
  • Типы горелок для котлов и их особенности
  • Наиболее подходящий материал для теплообменника газовых котлов
  • Замена радиаторов отопления в квартире
  • Обслуживание газовых котлов
  • Капитальный ремонт системы отопления
  • Как стыковать ковролин незаметно?
  • Монтаж наката

    Для перекрытия пола между этажами используют различные материалы из дерева, в том числе доски, фанеру и стружечные панели.

    Черновым полом в перекрытии выступает нижний настил, именно на него стелют теплоизоляционный материал. Его можно крепить и прямо на балки снизу. В этом случае он выполняет функцию чернового потолка, на который можно сразу монтировать чистовой материал. Пол, сделанный с использованием второсортной доски, обойдется в разы дешевле.

    Монтаж наката

    Расстояние от брусьев или бревен определяется толщиной досок, которыми устилают черновое покрытие. На них оказывается основная нагрузка. Так, если в помещении применяются доски в 2 с половиной сантиметра, для чердачных помещений нужен шаг в 50 см, а для жилых – 40 см. Поэтому для полового покрытия рекомендуется применять толстую доску в 4-5 см.

    Крепление скользящего типа

    Подвижное соединение применяется для домов из бруса, бревен и других материалов, дающих усадку. Если в таком доме сделать жесткий стык стропильных ног с мауэрлатом, с течением времени вся конструкция может завалиться. При ошибках в строительстве деформация начинается со стен домов и передается дальше.

    Для скользящего соединения в любом строительном магазине неплохо приобрести специальный крепежный элемент, называемый «салазками». Также вы можете приобрести уголки с необычными отверстиями для соединения (продолговатой формы). Ко всем элементам крыши стропила крепятся при помощи хомутов и скоб.

    Способы соединения стропил с балками

    Итак, у вас есть два основных пути:

    1. Установить сначала балки перекрытия, вмонтировав их в стены, тем самым создав наслонную стропильную систему.
    2. Собрать стропильные фермы на земле и поднять на крышу готовыми, при этом нижняя затяжка ферм будет одновременно служить опорой-балкой для будущего чердачного перекрытия.

    В каждом из этих способов есть свои плюсы-минусы, но способы крепления используются разные – для ферм обычно идет крепление металлическими или деревяннымми пластинами, а для сборки на крыше – скалывание и врубка на шип.

    Висячие стропила: затяжка и балка в одной роли

    Если речь идет о небольшом строительном объекте, как гараж, баня или бытовка, то достаточно просто изготовить стропильные фермы на земле, и уже потом поднять их на стены постройки, закрепив на специальных штырях мауэрлата. Здесь балки перекрытия – неотъемлемая часть самих ферм, и этот тот самый случай, когда затяжка в ферме служит также опорой чердачного перекрытия.

    А вот как это реализуется на практике:

    А вот о вариантах, когда стропила именно опираются на балки перекрытия, а не создают с ними единую систему, мы разберемся сейчас детальнее.

    Наслонные стропила: опора на балки в нескольких точках

    Вот современный мастер-класс строительства классической крыши для мансарды, в которой стропила опирают на балки перекрытия прямо на крыше, а не строят фермы на земле:

    Здесь балки перекрытия – уже не часть единой стропильной фермы, а самостоятельный элемент, на который опирается вся стропильная система. Причем опирание происходит не только по бокам балки, но и по всей ее длине.

    В чем преимущества лаг?

    Пол на лагах обладает определенными преимуществами перед другими конструкциями. Он получается не только прочным, но и теплым. Такой пол позволяет выровнять поверхность, устроить качественный настил для грунтовых оснований в частных домах. Среди преимуществ необходимо отметить:

    1. Теплоизоляционные характеристики, такой пол позволяет избежать потерь тепла.
    2. Пиломатериалы для работы отличаются привлекательной ценой, они намного дешевле бетонной стяжки, которая требует определенного опыта по обустройству.
    3. На фундамент оказывается минимальная нагрузка, это значимо для каркасных и ветхих домов. Такие полы подходят и для деревянных перекрытий.
    4. Пол можно установить на любом уровне, который необходим.
    5. Расход стройматериалов минимальный, что положительно сказывается на бюджете.
    6. Время сооружения минимальное, ждать застывания раствора нет необходимости, кроме полов по грунту, где делается заливка под опоры.
    7. Внутри помещения образуется оптимальный микроклимат.
    8. Полы по лагам можно сделать самостоятельно, никакого особого опыта уже не требуется.

    Во время монтажа нужно правильно определить, в каком направлении будут стоять лаги. Для установки лаг чернового пола есть правила. Чистовой настил всегда выполняется параллельно естественному освещению, а лаги должны идти в противоположном направлении . Это стоит предусмотреть заранее, чтобы потом не пришлось все исправлять.

    Если укладка пола планируется для помещений с большой интенсивностью прохода, то лаги требуется укладывать по ходу движения, чтобы усилить конструкцию, не допустить ее расшатывания. Важно сразу же предусмотреть, как будут идти доски пола, как пойдут плиты обшивки, если применяться будет фанера. Все крепежи чистового пола должны приходиться на сами лаги, чтобы настил получился прочным.