Технология производства работ по усилению деревянной балки
Технология производства работ по усилению деревянной балки
Основные требования к усилению конструкций:Необходимость ремонта или усиления конструкций возникает при изменении условий эксплуатации, габаритов здания, увеличении технологических нагрузок в связи с планируемой реконструкцией, при отнесении конструкций к 3-й и 4-й категориям технического состояния и другими причинами.Основные требования к усилению конструкций:— обеспечение необходимой несущей способности, надежности и долговечности;
— включение в работу элементов усиления, обеспечение их совместной работы с основной конструкцией;
— элементы усиления не должны изменять положение центра тяжести основного сечения и нарушать центровку элементов в узлах конструкций.Усиление конструкций выполняется при отсутствии временных нагрузок: снеговой нагрузки — на покрытии и технологических — на перекрытиях.Выбор того или иного способа усиления (или их комбинаций) зависит от технического состояния конкретной конструкции. Классификация основных способов усиления конструкций приведена в табл. 14.1.Наиболее эффективными считаются способы усиления конструкций путем изменения статической (конструктивной) схемы (введение затяжек, устройство дополнительных стоек, подкосов — рис. 14.18. 14.20). Эти способы рекомендуется применять, как правило, при неудовлетворительном техническом состоянии конструкций, при наличии свободного пространства под усиливаемой конструкцией.Как отмечалось в главе 12, чаще всего встречаются случаи поражения деревянных конструкций домовыми грибами. При незначительных биологических повреждениях древесины (загнивание на глубину 1.. .3 см) необходимо механическим способом снять загнивший поверхностный слой древесины с захватом здоровых слоев на глубину 2. 3 см и обработать этот участок антисептиком.При значительном грибковом поражении (на глубину до 1/4 сечения элемента) загнившая часть древесины удаляется полностью с захватом здоровых слоев на глубину 2 . 3 см и прилегающих участков длиной до 0,3 м здоровой на вид древесины. Проверочным расчетом решается вопрос об усилении накладками ослабленного сечения.При гнилостных разрушениях на глубину более 1/4 сечения (опорные части балок, ферм) рекомендуется полностью выпилить пораженный участок с захватом прилегающих участков длиной до 0,5 м здоровой древесины. Ослабленное сечение усиливается одним из приводимых ниже способов (рис. 14.21).Каменные и бетонные поверхности, примыкающие к пораженным участкам древесины (балочные гнезда, кирпичные столбы и т. д.), тщательно очищаются от грибковых образований и обрабатываются маслянистыми антисептиками.. Ремонт стоек сплошного сечения, имеющих излом или выпучивание из плоскости, заключается в восстановлении проектного положения элемента и увеличении его жесткости в плоскости изгиба путем установки деревянных накладок и прокладок на болтах. Накладки ставятся со стороны вогнутости деформированного элемента. При значительном биологическом разрушении стоек (более 1/2 сечения) в опорных узлах производится их предварительная разгрузка путем постановки рядом временной стойки на домкрате. Поврежденная часть стойки выпиливается и заменяется новой того же сечения. Новая вставка тщательно приторцовывается к основной стойке и скрепляется с ней деревянными или стальными накладками на болтах.Усиление цельных балок. Балки с механическими ослаблениями, надрывами растянутых волокон, недопустимыми прогибами (более 1 /200/) усиливают деревянными накладками на болтах или изменяют конструктивную схему введением шпренгеля или установкой промежуточной стойки.
Чердачные балки можно подвешивать к стропильным ногам. При ремонте опорных частей балок, применяются деревянные или стальные протезы (рис. 14.21).Усиление двутавровых балок с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях. В случае местного повреждения нижнего пояса балки, этот дефект перекрывается парными накладками на болтах или натяжных металлических хомутах. При наличии значительного прогиба (более 1/200l) усиление балки производится постановкой дополнительных поясов или путем устройства стального тяжа по всей длине нижнего пояса балки.Усиление стропил. Наиболее часто встречающееся повреждение стропил — загнивание их опорных частей и прилегающих участков мауэрлатов. В этом случае концы стропильной ноги вывешивают, выпиливают сгнившие части стропильной ноги и мауэрлата, затем укладывают слой гидроизоляции, новый мауэрлат, усиливают стропильную ногу парными накладками из досок, прикрепляя их гвоздями к здоровой части стропил, и закрепляют стропильную ногу на место скобой.Усиление ферм. Растянутые элементы (нижние пояса, раскосы, стойки) усиливаются с помощью деревянных накладок на болтах или натяжных металлических хомутов, дублируются или заменяются стальными тяжами. Деформированные сжатые элементы ферм усиливаются постановкой накладок и прокладок на гвоздях и болтах. Опорные узлы усиливаются стальными протезами.Усиление клееных деревянных конструкций. Клееные деревянные конструкции нуждаются в усилении при механических повреждениях сечения и в случае значительных расслоений по клеевым швам. При механических повреждениях ослабленные участки конструкций перекрываются стальными накладками на болтах и глухарях или, при наличии технологических условий, наклеиваются дополнительные слои досок с клее-гвоздевой запрессовкой.Наиболее часто в КДК расслоение по клеевым швам встречается в сечениях с максимальной поперечной силой (например, вблизи опорных узлов), а также в местах концентрации больших внутренних напряжений при растяжении древесины поперек волокон (например, в арках на участках с положительным изгибающим моментом, который стремится разогнуть криволинейный элемент). Основная причина расслоений по клеевым прослойкам — некачественное изготовление конструкций. Характерные места возникновения этих дефектов в стрельчатых арках показаны на рис. 14.22.Рекомендуются следующие способы усиления конструкций:— при местном расслоении отдельных слоев на глубину до 1/3 сечения в опорных узлах сечение перекрывается боковыми накладками из бакелизированной фанеры марки ФБС на эпоксидном клее с гвоздевой или шурупной запрессовкой (узел 1 на рис. 14.22), поверхность конструкций в местах приклеивания накладок предварительно фрезеруется;— при сквозном расслоении нескольких клеевых швов на небольших по протяженности участках (2. 4 м) элемент усиливается системой из стальных уголков и стяжек (узел 3 на рис. 14.22) или стальными пластинчатыми нагелями (узел 4 на рис. 14.22 — по типу нагелей Деревягина) и поврежденный участок стягивается хомутами; или производится вклеивание арматурных стержней на эпоксидном клее в предварительно просверленные вертикальные или наклонные глухие отверстия;— при наличии многих сквозных трещин на локальном участке в опасном сечении можно усилить такой участок натяжными хомутами по типу растянутого стыка конструкции Б. А. Освенского (узел 2 на рис. 14.22).Для снижения внутренних усилий и уменьшения опасности дальнейших расслоений эффективно введение в конструктивную схему различных затяжек (рис. 14.19). При многочисленных сквозных расслоениях практически по всей длине элемента необходима его замена. На рис. 14.23 и 14.24 показаны практические примеры усиления конструкций. Расчет усиления конструкций является сложной инженерной задачей и дается в специальной литературе.
Технология производства работ по усилению деревянной балки
Конечно же высоту балки следует принимать больше, скорее всего это будет 20 см, впрочем на заказ вам могут сделать и 17 см. Вот и весь расчет в данном случае.
Как усилить деревянную балку
Когда сечение деревянных балок принимается без расчета, а так, на глаз или на основании авторитетного мнения соседа, то с прочностью или величиной прогиба таких балок при расчете на все действующие нагрузки могут возникнуть проблемы. Как правило это обнаруживается уже на стадии эксплуатации, когда просто заменить старые слабые балки на новые — слишком дорого, да и технологически это может быть достаточно сложно. В таких случаях возникает вопрос: а как можно усилить деревянную балку? Впрочем подобный вопрос может возникнуть и тогда, когда задумывается перепланировка.2. Поставить дополнительные деревянные балки
Этот способ хорош тем, что требует минимум расчетов, к тому же достаточно простых (основы расчета деревянных балок перекрытия приводятся отдельно). Однако с финансовой точки зрения данный способ может быть самым затратным.Например, если по расчету на прогиб требуемый момент инерции Iтр = 8000 см 4 , а у имеющихся балок момент инерции составляет 4000 см 4 , то нужно усилить перекрытие балками точно такого же сечения или балками с таким же моментом сопротивления.Впрочем, если момент инерции существующих балок составляет 6000 см 4 , то нужно просто подобрать сечение усиливающих балок, исходя из того, что недостающий момент инерции составляет 2000 см 4 . Например можно задаться шириной балки 5 см и тогда требуемая высота балки составитh = 3 √ 12I/b = 3 √ 12·2000/5 = 16.87 смКонечно же высоту балки следует принимать больше, скорее всего это будет 20 см, впрочем на заказ вам могут сделать и 17 см. Вот и весь расчет в данном случае.Технология производства работ по усилению деревянной балки
Каждая конструкция требует особого подхода. Поэтому ниже рассмотрим как выполняется данная операция в каждом отдельном случае.
Усиление деревянных конструкций: способы укрепления балок и элементов кровли. Временное усиление
Усиление деревянной конструкции
Способы усиления
Чаще всего домашним умельцам приходится сталкиваться с такой задачей, как:- Усиление деревянных балок перекрытия между этажами или на чердаке .
- Усиление стропил и прочих элементов кровли .
Схема усиления подгнившей балки досками
Балки
Усиление балок может осуществляться несколькими способами. Технология усиления подбирается в зависимости от повреждения.Ниже приведем наиболее распространенные варианты:- Чаще всего процессу гниения подвергается участок балки, который опирается на стену. В таких случаях испорченная часть деревянного бруса вырезается, а вместо нее устанавливаются две накладные доски, между которыми с краю устанавливается вкладыш. Сечение досок определяется путем расчета, однако, оно должно незначительно превышать сечение балки.
Для выполнения этой операции под балку предварительно устанавливаются опоры, после чего отпиливается поврежденная часть и устанавливаются доски.
Схема усиления балки прутковым протезом
- Если испорченный участок достаточно большой, то усиление выполняется специальным прутковым протезом. Изготовлением последнего должны заниматься специалисты. Как правило, опорные части протеза выполняют из швеллеров.
- В случае образования трещин или увеличения прогиба балок устанавливают подбалки и надбалки, которые фиксируются вертикально расположенными болтами или металлическими шпильками. Накладка может монтироваться как на отдельном участке, так и по всей длине балки, в зависимости от ситуации.
Прежде чем выполнить эту операцию, необходимо максимально выровнять прогнувшуюся деталь. Для этого можно воспользоваться опорами и домкратами.
На фото – пример увеличения сечения балкиПри монтаже дополнительной балки по всей длине, она также устанавливается в гнезде, предварительно выполненном в несущей стене. Надо сказать, что подобное усиление можно выполнить и при помощи досок, толщина которых должна быть не менее 50 мм.Еще более эффективным методом является усиление деревянных балок швеллером, который, благодаря своей форме, эффективно противостоит нагрузкам.
- Если балка сильно повреждена, то рядом с ней следует установить новую деталь, предварительно подготовив для нее место в стенах.
Защитная пропитка для дерева
Обратите внимание!
Если новая древесина заводится в гнездо и опирается на стену, то нельзя допустить ее контакта с каменной поверхностью.
Для этого в гнездо укладывается несколько слоев рубероида. Кроме того, сама древесина обрабатывается битумной мастикой.
Схема усиления крыши
Элементы кровли
Потребность в ремонте или усилении кровельной конструкции может возникнуть по следующим причинам:- Появление трещин на участках концентрации напряжений.
- Появление в стропилах продольных трещин в результате усушки древесины.
- Гниение деревянных элементов в результате плохого проветривания или некачественного антисептирования. Надо сказать, что по этим причинам чаще всего в негодность приходит мауэрлат, а также участки стропильных ног, которые к нему примыкают.
- В случае замены легкого кровельного покрытия на тяжелое.
Совет!При незначительном повреждении деревянных элементов конструкции гнилью обычно выполняется их наращивание или протезирование. При наличии в доме внутренних стен, увеличить несущую способность стропил можно путем установки дополнительных стоек и подкосов.
Укреплять можно не только деревянные строительные конструкции, но и прочие элементы.
К примеру, деревянные усиленные двери будут надежно защищать жилье от несанкционированного проникновения.
Для их усиления обычно используют металлические пластины, которые устанавливаются на торце, со стороны крепления навесов, а также металлические уголки и другие некоторые детали.
Варианты укрепления стропилНиже рассмотрим наиболее распространенные варианты усиления стропильной системы:
- В случае загнивания опорных концов стропильных ног, поврежденный участок вырезается и заменяется протезом.
- Если стык нижнего пояса обладает недостаточной несущей способностью, монтируют дополнительные накладки и стяжки между узлами ферм.
- В случае потери устойчивости верхнего пояса увеличивают сечение элементов дополнительными досками или монтируют своими руками дополнительные связи.
- При увеличении нагрузки на кровлю можно установить дополнительные стропильные фермы, т.е. уменьшить пролет между несущими элементами.
Схема состыковки стойки
- В случае разрушения основания стоек срезается поврежденная часть и подставляется новая деталь. При этом соединение выполняется «в полдерева».
Совет!
Зачастую возникает необходимость осуществить не только укрепление элементов кровли, но и усиление фундамента деревянного дома.
В этом случае вплотную к старому фундаменту по периметру дома выкапывается траншея, которая армируется и заливается жидким бетоном.
Схема подпорки балок
Технология производства работ по усилению деревянной балки
- Монтаж промежуточных опор или подкосов.
Как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба и лаги пола в деревянном доме
Необходимость в решении такой задачи, как усилить деревянные балки перекрытия от прогиба, может возникнуть как в старом, так и в новом доме. Какие факторы вызывают эту необходимость и как их не допустить, должен знать каждый домовладелец. Как и о том, что делать, если полы первого или перекрытия второго этажа потеряли изначальную прочность. Изучив все описанные в статье способы их укрепления, вы сможете выбрать тот, который больше других подойдет вам по технологическому решению, стоимости и трудоемкости.
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.
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.
Технология производства работ по усилению деревянной балки
Метод актуален при повреждении опорной части перекрытия. В этом случае существующую балку укорачивают, а вместо ее торцов изготавливают протезы. Эти элементы могут быть из:
Проведение мероприятий по увеличению несущей способности требуется в трех случаях:
- повреждение древесины;
- увеличение нагрузки на перекрытие;
- ошибки при проектировании или монтаже.
