Балки перекрытия и стропила — способы крепления

Для того чтоб предохранить деревянные балки от быстрого загнивания и поражения грибками, необходимо использовать древесину только первого сорта, очищенную от коры, луба. Важно, чтоб уровень влажности древесины составлял не больше 20%.

Перекрытия по деревянным балкам: виды и предъявляемые требования

Перекрытия по деревянным балкам отличаются:

  • назначением;
  • конструкцией;
  • материалом;
  • материалом межбалочного заполнения;
  • способами крепления и соединения.

По назначению такие перекрытия могут быть:

  • чердачными, разделяющие комнаты здания и нежилое чердачное пространство;
  • межэтажными, сооружаемыми между этажами дома;
  • цокольными, которые сооружаются при наличии в доме цокольного этажа или подвала.

По конструкции деревянные перекрытия могут быть:

  • одно- или двухслойные (два независимых ряда – для получения максимальной звукоизоляции);
  • с открытыми балками и со скрытыми;
  • утепленные или неутепленные;
  • с разными видами межбалочного заполнения  (щиты, накат из досок по черепным брускам или же сверху по балкам и др.);
  • с разными видами подшивки.

Деревянные балки, которые являются основой данного вида перекрытий, могут быть изготовлены из:

  • обрезных досок, толщиной 38-50 мм;
  • обычного бруса, толщиной 75-175 мм;
  • бревен;
  • клееного бруса;
  • двутавровых деревянных клееных балок.

По материалу межбалочного заполнения такие перекрытия могут быть :

  • с накатом из досок;
  • с накатом из щитов;
  • с накатом из ребристых или пустотелых легкобетонных блоков;
  • с комбинированным заполнением из деревянных брусков и самана;
  • с заполнением из деревянных брусков и керамзитобетона (песок+цемент+известь+керамзит).

Кроме этого, межбалочное заполнение таких перекрытий может включать различные виды и толщину утеплителя, а также различный паро- и гидроизоляционный материал.

Требования, предъявляемые к перекрытиям

Перекрытия по деревянным балкам, как и другие виды перекрытий дома, должны быть:

  • прочными;
  • жесткими;
  • обеспечивающими тепло- и шумоизоляцию.

Прочность их должна быть  достаточной, чтобы справляться с действующими на них нагрузками, величиной не менее 200 кг/м2, включая собственный их вес. Для этого необходимо правильно рассчитать и подобрать длину, сечение и шаг укладки балок в каждом конкретном случае. Жесткость таких перекрытий должна быть такой, чтобы они не прогибались и не колебались под действием все тех же нагрузок. Допустимый прогиб деревянных перекрытий: для чердачных – 1/200 длины пролета, а для межэтажных и цокольных – 1/250. Теплоизоляционные способности перекрытий должны быть такими, чтобы обеспечивать комфортную температуру в жилых помещениях в любое время года. То же относится и к их способностям защищать от шума. Как правило, оба эти требования, выполняются при помощи включения в состав перекрытия по деревянным балкам утеплителя (минеральной ваты или другого вида).

Усиление деревянных балок перекрытия металлическим уголком. Процесс работы

В центре комнаты установил два швеллера высотой в 14 см, прикреплённых друг к другу плоской частью в виде двутавра. Далее купил 4 м балки сечением 70×100 мм (в чём и была моя ошибка, так как удобней было бы использовать балки с сечением 100×150 мм) и закрепил их в швеллере и на несущей стене.

После монтажа крыши (использовал подпорки для стропил, которые опирались на эти балки), появился небольшой прогиб балок. Чтобы избежать дельнейшей деформации, решил усилить их уголком размерами 75×75 мм с одной стороны балки, а с другой, закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75 мм.

Для стягивания уголка и полосы к балке использовал болты Ф12 длиной 100 мм, которые крепил на расстоянии 400 мм друг от друга

Вот таким образом усилил балки.

Если есть необходимость дополнительно укрепить балки с сечением 50×200 мм при ширине пролета 5 м, могу порекомендовать для усиления конструкции закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75-80 мм по диагонали к центру с обеих сторон балки.

При этом сначала вдоль всей длины балки надо закрепить шнурок, и при помощи домкрата, посередине приподнять балку выше уровня шнурка и после крепить металлическую полосу.

Читайте также:  Звукоизоляция межэтажного перекрытия по деревянным балкам

Если в продаже не оказалось металлической полосы с нужными размерами, можно нарезать на гильотине полосы длиной 1,5 м, и сварить их между собой, получив необходимую длину.

В случае, если необходимо добавить дополнительные балки для усиления потолка в случаях его провисания и прогиба. Для этого необходимо подобрать балку соответствующего сечения, стянуть её уголком и прикрепим торцевой частью к стене.

Также возможно при помощи тарлена устранить провисание и прогиб балок, закрепив его на коньковой части крыши и самой балке. При таком креплении тарлена нагрузка будет перераспределяться на стропильную часть крыши. Однако этот метод применяется только в крайних случаях, если нет возможности добавить дополнительные балки.

Параметры стойкости конструкции

Для определения параметров стойкости конструкции из цельной древесины (к примеру, хвойной) скорость выгорания данной древесины принимают равной 0,8 мм/мин. В ходе расчета перекрытий по открытым древесным балкам высотой 24 см при ширине пролета 5,8 м либо 5,85 м ширина балок увеличивается до 120 мм и больше. Таким образом, с учетом огнестойкости в данном случае необходимо выбирать балки, поперечное сечение которых составляет 11 см х 24 см.

Делая вывод из всего вышесказанного, можно сказать, что относительно надежности пожарной безопасности и звукоизоляции перекрытий дома остается еще довольно много вопросов, которые в ближайшие годы предстоит решать объединенными усилиями конструкторов, ученых, изготовителей строительных материалов, проектировщиков, а также строителей.

Расчет диаметра бруса

Для того, чтобы определить сечение брусьев, необходимо разбить пространство помещения по шагам так, чтобы получилось значение в пределах метра. К примеру, при длине комнаты в 7,3 метра, расчетным шагом будет величина в 0,73.  Используя типовые таблицы сечений выбирают необходимый показатель для бруса.

При длине пролета в 4 метра, шаге 0,6, брус должен быть толщины 10см и высота 20 см. с учетом опирания с обеих сторон рассчитываем, что его длина должна быть 4,3 метра.

При перекрытии по дереву ширина пролета не может быть более 5 метров.  Важно тщательно высчитать нагрузки, чтобы не было провисания потолка или разрушения материалов конструкции, что опасно для жизни владельца и ведет к дополнительным тратам на ремонт.

Все расчеты автоматизированы и существуют специальные программы для вычисления, потому следует перепроверить полученные значения на компьютере.

Крепежные детали для стропил

Для сборки стропильной конструкции используют деревянные элементы и металлические изделия. К деревянным крепежам относятся: бруски; треугольники; нагели и т.д.

Металлические крепежные детали – это гвозди, болты, стальные уголки, шурупы, шпильки, хомуты, скобы, специальные устройства для стропил, называемые салазками или ползунками и многое другое. Крепления для балок WB используют при монтаже несущих балок для деревянных конструкций при постройке домов из дерева. Его преимущество заключается в том, что не требуется врезка в балку, а крепление выполняется при помощи гвоздей, шурупов или анкерных болтов. Способы крепления стропил к мауэрлату Наиболее распространенным способом крепления стропил в нижней части считается их соединение с мауэрлатом (читайте: «Крепление мауэрлата — способы»). Несмотря на его популярность, выполнить качественно такую работу получится не у каждого строителя, а это не может не отразиться на прочности и надежности крыши. До того, как крепить стропила к балкам мауэрлата внизу стропильной ноги делается специальный вырез. Устанавливать без этого стропила нельзя, поскольку при малейшей нагрузке плоская грань бруса соскользнет с поверхности балки. Что касается выемки в мауэрлате, то делать ее или нет, зависит от материала его изготовления.

Восстановление повреждений

Не бывает ничего вечного, и стропильная система может потерять свои начальные свойства. Из-за неправильного расчёта или от времени стропильная нога может начать прогибаться. В этом случае наиболее эффективны будут боковые накладки. Для усиления стропильной системы применяются стяжки (ригели) и подпорки (стойки).

При необходимости выпрямления прогнувшейся стропилины (стропильной ноги) её выпрямляют с помощью домкрата или гидроцилиндра.

Дерево за время может подгнить или потрескаться. Можно увеличить несущую способность стропильной ноги, применив «подмогу». Это дополнительная балка, которая крепится хомутами в нижней части основной балки стропила. Дерево лучше выбирать хвойных пород, просушенное.

Восстановление повреждений

Иногда происходит разрушение узла крепления стропильной системы к стене дома. Это может привести к разрушению крыши в целом. В этом случае узел крепления следует разобрать и заново собрать по всем правилам.

Восстановление повреждений

Важное значение для прочности стропильной системы имеет правильное выполнение конькового узла.

Восстановление повреждений

Радикальным способом модернизации является построение новой, более островерхой крыши над старой с последующей связкой их в единую конструкцию. Получается более прочная и жёсткая конструкция.

Читайте также:  Как правильно установить потолочно-проходной узел для дымохода в бане

Усиление деревянного перекрытия

5 Декабря 2017

Фундамент, стены, крыша и перекрытия – основные элементы большинства строительных объектов. В многоэтажном доме эти конструкции разделяют этажи и чердачное отделение, несут и распределяют нагрузку от основных составляющих здания.

От того, насколько прочными будут перегородки, зависит прочность всего сооружения и безопасность людей. Очень часто перекрытия сооружают из дерева, однако со временем балки изнашиваются и требуют усиления. Рассмотрим, как это делается.

Способы усиления

Усиление деревянного перекрытия

Существует три способа укрепления конструкций: замена деревянных балок, увеличение их количества, усиление существующих. Менять опорные элементы необходимо, если имеют место повреждения по всей длине. Испорченные балки демонтируются, и в те же посадочные места устанавливаются новые.

Если повреждений нет, и существующие лаги в нормальном состоянии, но требуется усилить несущую способность перекрытия, можно расширить количество ребер жесткости.

Процедура заключается в установке балок между существующими. Таким образом жесткость конструкции увеличивается в несколько раз.

Следует помнить, что при монтаже новых лаг их торцы необходимо закрыть рубероидом, чтобы защитить от повреждений.

Усиление существующих деревянных балок выполняется при незначительных повреждениях или необходимости создать дополнительную жесткость перекрытию. Есть несколько способов укрепления лаг, один из них заключается в двустороннем креплении накладных элементов.

Накладки из дерева используются, если существующее ребро жесткости повреждено. Усиливающие элементы могут устанавливаться с двух сторон по бокам лаги, либо сверху и снизу. Необходимо обеспечить плотное прилегание брусков к опорному элементу, после чего стянуть их болтами с гайками.

Крайне важно перед тем, как приступить к работе, обработать накладки и прилегающие к ним участки балки противогрибковым раствором. Если участок лаги небольшой, но имеет достаточно сильные повреждения, его необходимо удалить, а накладные брусья прикрепить к неповрежденным частям.

Усиление деревянного перекрытия

Пролеты между лагами можно усилить и при помощи металлических элементов, для чего используются пластины, швеллера или прутковые протезы.

Предварительно обработанная антикоррозионным раствором металлическая конструкция крепится в месте повреждения, жестко фиксируя и обездвиживая дефектный участок.

Вариантов исполнения металлических усилителей может быть несколько: прутковая ферма, коробка из пластин, швеллера со скобами.

Самым современным способом усиления балочных перекрытий является укрепление углеволокном, которое применяется в виде лент и холстов. Углеволоконная операция увеличения жесткости перегородок из дерева относится к внешнему армированию и осуществляется при помощи полимерцементного или эпоксидного клея.

Скорость и простота установки углеродного волокна – основное преимущество этого способа усиления балок деревянного перекрытия.

Еще одним положительным моментом такого способа укрепления является эстетичность – внешнее армирование практически не влияет на красоту конструкции.

Благодаря такой особенности усиление углеволокном применяется при работах с памятниками архитектуры, гидротехническими и транспортными сооружениями, в случаях, когда укрепить перегородку иными способами невозможно.

Усиление деревянного перекрытия

Усиления чердачного перекрытия – установка столба

При сооружении мансарды или для усиления в связи с длительным сроком эксплуатации часто требуется укрепить чердачное перекрытие, для чего можно использовать вертикальные опоры. Деревянный столб соединяет нижнюю и верхнюю перегородку, являясь одновременно ребром жесткости для двух конструкций.

Вертикальная опора, как правило, выполняется из оцилиндрованного бревна диаметром 150-200 мм. Столбы для балок используются исключительно в случае усиления конструкции, но не при повреждениях.

Если лаги повреждены, их необходимо заменить или укрепить вышеуказанными способами, после чего производить монтаж вертикальной опоры.

Столб по всей длине следует обработать противогрибковым раствором, а установка в торец предполагает подготовку мест крепления, для чего изготавливаются специальные пазы.

Одного элемента жесткости может быть недостаточно, особенно для поддержки наклонных балок, поэтому для таких конструкций устанавливают три столба, с равным шагом по длине лаги.

Читайте также:  Усиление отверстий в пустотных плитах перекрытий

Вертикальные опоры – один из самых надежных видов усиления как чердачных, так и межэтажных деревянных перекрытий.

Усиление деревянного перекрытия

Единственный их недостаток – неэстетичность, но эту проблему можно решить покраской или декоративным оформлением.

Как сделать двутавровую деревянную балку своими руками

Деревянные двутавровые балки можно сделать своими руками. Материалы для изготовления вполне доступны: брус хвойных пород, фанера или плита OSB толщиной в 24–27 мм, а также казеиновый или полиуретановый клей. Из инструментов понадобится циркулярная пила, измерительные инструменты, хомуты и швеллер. В идеале следует использовать гидравлический пресс, но если его нет, то его и заменяет швеллер.

Как сделать двутавровую деревянную балку своими руками
  1. Выбирают сухой брус, обрабатывают антисептиком. Размечают пазы с максимальной точностью.
  2. По разметке с помощью пилы или даже на фрезерном станке делают углубление. Ширина и глубина паза составляет около 10%. Паз должен выполняться точно по осевой линии.
  3. Перед сборкой двутавровой деревянной балки своими руками из досок кромки плиты или фанеры обтесывают с тем, чтобы обеспечить максимально плотное соединение. Паз промазывают выбранным клеем. Затем вставляют в него перегородку и выполняют прессовку на гидравлическом прессе. Вместо последнего можно использовать хомуты и швеллер. Изделие удерживают под прессом до полного высыхания клея.
Как сделать двутавровую деревянную балку своими руками

Важно! Следует избегать малейших перекосов. Если перегородка не будет идеально вертикальной, прочностные качества двутавровой балки заметно ухудшатся.

Как сделать двутавровую деревянную балку своими руками

Укрепляем пол с помощью усиления деревянных конструкций накладками

Выполняется в том случае, если в деревянных конструкциях обнаружены трещины или пол начал сильно прогибаться.

Предварительно перед выполнением работ необходимо разгрузить полы, также, возможно, потребуется демонтировать покрытие. Разгрузка конструкции выполняется с помощью установки временных стоек из брёвен, бруса или домкратов. Количество стоек и их сечение зависят от длины пролёта конструкции и нагрузки.

Если лаги выполнены из цельного бревна, допускается установка одиночной стойки в месте прогиба. Если же конструкции составные, то устанавливать нужно несколько стоек. В том месте, где полы провисают, устанавливают домкрат, и с его помощью приводят систему в горизонтальное положение.

Если пол прогнулся из-за того, что изначально использована балка меньшего диаметра, чем требуется, то, используя таблицу, рассчитывают нужную величину диаметра. Далее из нужного значения вычитают диаметр балки. Полученная величина и даст нам минимальную толщину накладки, которую используют для того, чтобы нарастить балку.

Накладка устанавливается с одной или с двух сторон и сшивается со старой конструкцией с помощью болтов с металлическими подкладками. Они нужны для того, чтобы предотвратить разрушение дерева под нагрузкой в месте крепления.

Укрепляем пол с помощью усиления деревянных конструкций накладками

Чтобы усилить пол, вместо деревянных накладок можно использовать металлические. В этом случае используются полосы металла толщиной 10 мм и шириной, на 10–20% меньше ширины лаги. Как и в случае деревянных накладок, металлические устанавливаются с одной или двух сторон конструктивного элемента, только количество крепёжных элементов увеличивают примерно на 25%. Металл перед установкой обрабатывается антикоррозийными составами.

Если усиление выполняется, когда брус повреждён, то необходимо установить подпорку, удалить повреждённый участок, а это место обработать противогрибковыми составами. Также обрабатываются противогрибковым составом и сами накладки.

Усиление балки с помощью деревянных накладок

Усиление можно выполнить с помощью углеволокна, которое используется в том случае, если балка на повреждена грибком, но в ней появились трещины.

Увеличение площади сечения

Увеличение площади сечения несущих деревянных балок оправдано в том случае, когда изначально неправильно был сделан расчет перед их установкой или в результате потери прочности в следствие естественного износа. Практически этот вариант похож на усиление с помощью деревянных накладок, но по всей длине балки.

Увеличение площади сечения

Различие заключается в том, что между основной балкой и материалом для увеличения площади сечения прокладывается гидроизоляция. Кроме того, если усилители деревянные, их нужно обработать антисептиком. В случае варианта из металла, последний подлежит антикоррозийной обработке.

Если существует большой прогиб, перед установкой дополнительного материала балки следует выпрямить с помощью домкрата или установкой вертикальных опор из бруса круглого, или прямоугольного сечения.

Увеличение площади сечения