Как усилить деревянные балки перекрытия

Несмотря на то, что кирпич является прочными и надежным строительным материалом, со временем происходит его постепенное разрушение. Деформироваться может как сам кирпич, так и фундамент здания.

Подробный обзор

Как проводится усиление строительных конструкций углеволокном?

Усиление углепластиком – это метод внешнего армирования, который позволяет хорошо увеличить эксплуатационные характеристики здания. Материалы крепятся на сооружении при помощи монтажного клея, например эпоксидного или полимерцементного. Среди преимуществ данного способа – легкость и быстрота монтажа, сохранение внешнего вида здания. Опыт показывает, что усиление строительных конструкций углеволокном целесообразно для дорогостоящих, уникальных, исторических конструкций.

Когда необходимо усиливать углеволокном?

Победить выкрашивание, утрату жёсткости, вызываемую возрастающими со временем механическими напряжениями сможет усиление плит перекрытия углеволокном. К тому же перекрытия подвержены совокупному разрушающему влиянию высокой влажности, перепадов температуры, химически активных компонентов.

Такое нежелательное сочетание может впоследствии повлечь разрушение сборных конструкций, даже самого здания. Поэтому мастера компании «КТБ А-Строй» проводит усиление перекрытий углеволокном и уверены в его необходимости при любой из четырёх следующих ситуаций:

У сооружения снизилась несущая способность Возникли сильные прогибы перекрытий, превышающие норму В плитах образовались сквозные трещины Произошло разрушение плит, например, из-за механического повреждения

Если выполняется капитальный ремонт, идёт реконструкция постройки или перераспределение механических усилий привело к возрастанию несущей нагрузки, то укрепление плит тоже очень рекомендуется. Поводом провести усиление плиты углеволокном может служить осыпание бетона либо ржавление арматуры, что характерно для процессов естественного старения.

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

Основные методы усиления балок и ригелей

Усиление балок наращиванием

Усиление балок железобетонными обоймами, рубашками и наращиванием

Обоймы выполняются замкнутыми для плотного обхвата элемента и надежной связи нового бетона со старым в единое целое, толщина бетона как правило составляет от 60 до 100 мм. Рубашка – это не замкнутая с одной стороны набетонка. Наращивание – это усиление путем увеличения высоты элемента. Сечение рабочей продольной и поперечной арматуры определяется расчетом, для восприятия касательных напряжений в плоскости контакта нового бетона со старым устанавливаются хомуты, отгибы, коротыши и приваркой к существующей арматуре или анкеровкой.

Усиление ригелей предварительно напряженными затяжками, дополнительной арматурой и шпренгелями

Основными элементами затяжек как правило являются тяжи из арматурной стали, реже применяются прокатные профили из уголков и швеллеров. Крепление затяжек осуществляют на опорах с помощью анкеров или приваркой к существующей арматуре балок. Напряжение затяжек осуществляется путем взаимного стягивания обеих ветвей болтами, изготавливаемыми в виде хомута с двумя нарезанными болтами и общей шайбой. После натяжения на болты устанавливаются контргайки, соединение заваривается. В местах перегиба стержней устанавливаются прокладки, передающие усилия на нижнюю грань элемента. Напряжение дополнительной арматуры, установленной в растянутой зоне элемента, выполняется термическим или электротермическим методом. Параметры нагрева должны быть определены в проекте усиления.

Читайте также:  47.Деревянные балки. Конструирование и основы расчета.

Усиление элементов предварительно напряженными металлическими балками

Для создания эффекта предварительного напряжения, стальным балкам усиления сообщают начальный прогиб до момента их введения в совместную работу. Величина прогиба определяется исходя из требуемой степени разгрузки поврежденной балки, прогиб фиксируется установкой прокладок по схеме, определенной в проектной документации.

Усиление балок на восприятие поперечных сил

Необходимость усиления балок на восприятие поперечных сил как правило обуславливается появлением наклонных трещин. Усиление производится установкой дополнительной поперечной арматуры или стягивающих хомутов, предпочтительно их предварительное напряженние с применением стяжных устройств.

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление подкрановых балок

Повышение несущей способности железобетонных подкрановых балок достигается устройством различных обойм и рубашек, двухконсольных балочных конструкций на опорах, устройством металлической полки с ребрами жесткости или полной стальной обоймой. Из дополнительных мероприятий, обычно необходимо улучшение качества крепления рельсов и закрепления балок на опорах, восстановление бетона балки в местах сколов и повреждений, упрочнение и развитие верхней зоны балок.

Усиление балок и ригелей внешней композитной арматурой

Эффективным методом усиления балок является армирование по поверхности композитной арматурой на основе углеродных волокон. Такое армирование эффективно для усиления нижней (растянутой) грани балок и для увеличения поперечного армирования в опорных сечениям. Наклеивание лент, тканей или ламелей позволяет повысить несущую способность до 100% от начального значения. При проектировании усиления определяют требуемые характеристики применяемых материалов: толщину, прочность, модуль упругости, количество слоев, а также их расположение на конструкции. В проекте необходимо тщательно проработать вопрос технологии производства работ, включая ремонт и подготовку поверхности, учесть защитные мероприятия.

Компания “Технологии усиления” предлагает услуги по ремонту и реконструкции стен и колонн. Инженеры компании выезжают на объект, осуществляют предварительный расчет и готовят проектную документацию.

Для получения бесплатной консультации и вызова специалиста на объект для оценки обращайтесь: – по тел: +7 (495) 118-39-91 – e-mail: [email protected]

Усиление металлом

В продолжение темы способов усиления деревянных балок перекрытия с помощью стального протеза, нужно заметить, что металл применяется не только в местах примыкания балки к стене.

Его с успехом можно применять так же и в качестве накладок взамен деревянных. При этом любые металлические профили перед установкой должны пройти антикоррозийную обработку. Проще говоря, окрашены.

Кроме полос и профилей круглого сечения в качестве накладок можно использовать швеллер, уголок или просто листовой металл. Все металлические профили крепятся к участкам деревянных балок так же с помощью комплекта: болт, гайка, шайба.

Принимая решение в пользу усиления деревянных балок металлом необходимо учесть тот факт, что металл стоит дороже дерева. К тому же, он имеет больший вес, что может быть служить дополнительной нагрузкой на саму балку.

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.

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.

Читайте также:  Как выполнить утепление потолка в доме с холодной крышей

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.

Приготовление компонентов.

Углеродные материалы поставляются смотанными и упакованными в полиэтилен. Очень важно не испачкать их в пыли, которой после шлифования бетона будет очень много, иначе углеродное волокно невозможно будет пропитать связующим, т.е. получится производственный брак. Поэтому, заготовительную зону следует застелить плотным полиэтиленом и уже по нему отматывать требуемую длину углеродного материала. Обрезка углеродных лент и сеток может осуществляться канцелярским ножом, или ножницами по металлу, а углеродных ламелей – угол-шлифовальной машинкой с отрезным кругом по металлу.

Адгезивы, как правило, применяются двухкомпонентные – т.е. требуется смешивать два материала в определенной пропорции. Необходимо четко следовать инструкции производителя и при дозировании использовать весы, или мерную посуду. Смешивание составов происходит путем постепенного добавления одного компонента в другой при постоянном перемешивании низко оборотистой дрелью. Ошибки дозирования, или неправильное вмешивание одного компонента в другой, могут привести к закипанию адгезива.

В последние годы, большинство производителей поставляют адгезив в комплектах – т.е. в двух ведрах с уже дозированными объемами компонентов. Таким образом можно просто вмешать содержимое одного ведра в другое (ведро специально поставляется большего объема (полупустым)) и получить готовый адгезивный состав.

Полимерцементные адгезивы (для углеродных сеток) поставляются в мешках и затворяются водой согласно инструкции, как любой ремонтный материал.

Следует помнить, что адгезив имеет ограниченный срок жизни – порядка 30-40 минут и он резко сокращается при повышении температуры выше 20°С, поэтому объем приготовляемого адгезива не должен превышать физических возможностей его выработки.

Выявляем уязвимости и определяем фронт работ

Перед работами по усилению плит с тем, чтобы оценить состояние перекрытия и его реальную несущую способность, необходимо провести обследование включающее:

  • визуальный осмотр – определение геометрических размеров конструкции, армирование, влияние нагрузок и воздействий, наличие технологического оборудования), выявление дефектов бетона (сколы, трещины, отслоения, следы замачиваний, высолов и выщелачиваний) и арматуры, наличие окраски, штукатурки или подвесного потолка.
  • инструментальное изучение – определение прочности бетона полевыми методами, степень уменьшения сечения арматуры вследствие коррозии, измерение толщины продуктов коррозии, измерение ширины раскрытия трещин и прогибов конструкции, состав и толщину пола или стяжки.

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.

Усиление кирпичных стен Технологии усиления строительных конструкций

Кирпичная (каменная) кладка — общий термин, используемый для обозначения типа конструкции, где кирпич или природный камень соединены для формирования несущей конструкции. В основном, каменная кладка используется для конструкций, испытывающих сжимающие нагрузки – стен, простенков, пилонов, столбов.

Из кладки так же могут быть выполнены изгибаемые элементы, такие как перемычки, арки, своды, подпорные стены и т.п. В строительстве несущих конструкций применяется армированная и неармированная кладки.

Кирпичные стены в каркасах зданий и сооружений могут эффективно служить для противостояния ветровым и сейсмическим нагрузкам, сдвиговым усилиям.

Заполнение из каменной кладки играет значительную роль в повышении жесткости и сопротивлении сдвигу в зданиях с железобетонными каркасами и, в случае правильного соединения с ними, стальными каркасами.

Кирпичная кладка, возведенная с соблюдением действующих строительных норм, выполняется с армированием и при качественном строительстве не требует дополнительных мероприятий по усилению, за исключением случаев увеличения нагрузки или необходимости устройства проемов. В то же время в старых зданиях, как правило, встречается неармированная кладка, уязвимая даже к небольшим растягивающим усилиям и сдвиговым нагрузкам, воздействиям от землетрясений, вибрации, взрывов и ударов.

Основные дефекты, приводящие к необходимости усиления:

  1. Нарушение монолитности, внутреннее расслоение;
  2. Появление трещин и сколов;
  3. Выветривание камней и раствора, замачивание кладка со снижением ее прочности;
  4. Отклонение конструкций от вертикали;
  5. Пробивка непроектных отверстий без устройства перемычек или усиления.

Ремонт, восстановление и усиление кирпичных стен и каменной кладки может осуществляться с использованием традиционных материалов и строительных технологий. Наиболее распространенным способом усиления стен является устройство обойм.

Применяются стальные, железобетонные и армированные растворные обоймы.

Среди других методик усиления встречаются:

  1. Устройство стальных или железобетонных сердечников для колонн и простенков;
  2. Скрепление слоев кладки стальными арматурными стержнями и тяжами или спиральными анкерами;
  3. Замена отдельных кирпичей, вычинка;
  4. Ремонт трещин и пустот инъектированием;
  5. Усиление сводов торкрет-бетоном (набрызгом).

Выбор того или иного способа усиления кирпичной кладки производится в зависимости от действующих нагрузок и фактического состояния кладки. При работах, связанных с реставрацией и реконструкцией зданий, главным требованием, как правило, является максимально возможное сохранение внешнего вида и габаритов усиливаемой конструкции. Для этих целей наиболее рациональным представляется применение современных композитов, армированных высокопрочными волокнами, которые появились в качестве альтернативы традиционным материалам для армирования при усилении каменных конструкций.

Фиброармированные композитные материалы легкие и коррозионностойкие. Они обладают высокой прочностью на растяжение и модулем упругости.

Эти материалы выпускаются в различных формах: ткани, ленты, сетки, жгуты, ламели, арматурные стержни, что позволяет профессиональным проектировщикам индивидуально подбирать материалы для решения поставленной задачи.

В качестве волокна используются углеродное, базальтовое и стекловолокно, а также PBO.

Укладка материалов

Укладка материалов может производиться на минеральные составы, совместимые с раствором кладки, что обеспечивает отличную адгезию и передачу усилий, а также однородность конструкции с сохранением паропроницаемости для возможности любых видов дальнейшей отделки конструкций. Композиционные системы усиления могут быть использованы для увеличения прочности также на сейсмические, ветровые и взрывные воздействия.

Преимущества композитных материалов

Преимущества усиления кирпичных конструкций c использованием композитов включают в себя облегчение работы по монтажу со снижением материальных затрат и минимальные изменения внешнего вида сооружения. Неудобства для пользователей, за счет сокращения сроков ремонта и отсутствия потери полезной площади, сведены к минимуму.

Компания “Технологии усиления” предлагает услуги по ремонту и реконструкции кирпичных и каменных кладок, усилению проемов в стенах. Инженеры компании осуществляют предварительный расчет проекта, выезжают на объект и готовят проектную документацию.

  • Для получения бесплатной консультации и вызова специалиста на объект для оценки обращайтесь: – по тел: +7 (495) 118-32-15
  • – e-mail: [email protected]