Балки перекрытия и стропила — способы крепления

Подобные опорные элементы широко используются в строительной области, в особенности при обустройстве разных перекрытий. В продаже существует ряд альтернатив двутавровых балок, в изготовлении которых применяется «чистая» древесина и материалы на её основе. Средняя стоимость – 500 руб/п.м. – достаточно приемлемая для многих индивидуальных застройщиков.

Подробный обзор

Что такое двутавр

Двутавр – стандартный конструктивный элемент, в сечении напоминающий букву «Н». Столь необычная форма является результатом длительных инженерных экспериментов, направленных на получение опорной балки, способной выдерживать очень высокие нагрузки, но не столь массивной и дорогостоящей, как цельнометаллическое изделие.

Оптимальной формой для балки является прямоугольное сечение. При укладке длинную сторону размещают вертикально, а короткую горизонтально, так как для увеличения прочности важнее увеличение высоты, а не ширины. На этом наблюдении и основана форма двутавра. Более широкие элементы в нижней и верхней части создают достаточную опору – ширину, а должную высоту обеспечивает средний элемент, который при большой высоте можно сделать максимально тонким.

Что такое двутавр

Производство деревянной двутавровой балки – процесс довольно сложный, поэтому такое изделие на рынке встречается редко. В то же время в частном строительстве деревянный двутавр является прекрасной альтернативой железобетонным конструкциям, так как намного легче и проще в монтаже.

В каких случаях требуется крепление к стропилам

Необходимость прикрепить стропильные ноги к балкам перекрытия может возникнуть в следующих случаях:

  • Нужно увеличить площадь чердака. В такой ситуации укладывают перекрытия с выносом за пределы стен. Подобная потребность обычно возникает при строительстве мансардных крыш, которые планируется использовать в качестве жилых помещений. Также вынос перекрытия за пределы стен может потребоваться при строительстве дома с террасой или верандой, расположенной под одной крышей с домом;
В каких случаях требуется крепление к стропилам

Вынос перекрытия за пределы стен позволяет увеличить площадь мансарды

  • Необходимо разгрузить стропило. В этом случае стропильная нога крепится обычно к мауэрлату, но для ее разгрузки используется подстропильная нога или стойка (иногда стойки и подстропильные ноги применяются одновременно). Они передают нагрузку от ската перекрытию.

Крепление балок перекрытия к стене, если на них укладываются стропила, осуществляется так же, как крепление мауэрлата — они просверливаются и фиксируются анкерами. Если же стены деревянные, для фиксации могут использоваться уголки и саморезы.

Закрепить балки на деревянных стенах можно стальными уголками

В каких случаях требуется крепление к стропилам

Далее рассмотрим оба варианта крепления.

Особенности производства двутавровой деревянной балки

  1. После подготовки брусьев в них делаются выпилы с целью последующей установки стойки. Она должна располагаться строго в вертикальном положении, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).
  2. Каждая плита перед применением основательно осматривается. Незначительный недостаток (а он отразится на несущей способности двутавровой балки) – причина для отбраковки. Кромки отобранных плит немного скашиваются, чтобы образцы лучше входили в пазы.
  3. Выпилы в брусьях промазываются клеящим составом; в нижний вставляется стойка, после чего накладывается верхний и прижимается.
  4. Сборка оставляется в таком состоянии до абсолютного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по использованию состава.

Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно гарантировать отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), вплоть до абсолютного отвердевания клея.

И только лишь после этого древесную балку-двутавр можно применять для обустройства перекрытия.

Процесс производства опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не предполагает. Работа, сделанная собственными руками, экономит и время, и средства. Однако это целесообразно только в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. В случае если нет полной уверенности, что это удастся совершить самостоятельно, подвергать себя риску не нужно. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может быть оправданием нарушению проектных характеристик.

Назначение

Двутавровая балка получила свое название за счет уникальной конструкции. Вид, имеющий Т-образную конфигурацию, называется тавром. Поскольку сечение рассматриваемой конструкции похоже на 2 буквы Т, она приобрела название двутавровой. Её сечение можно сравнить и с буквой Н. Подобные двутавры обладают увеличенной прочностью. При сравнении с обычным профилем можно понять, насколько двутавровые балки оказываются более надежными. Они обладают прочностью, в 7 раз большей обычного профиля. При этом их прочность выше в 30 раз.

Благодаря большому количеству положительных характеристик материал достаточно широко используется в области строительства. Он особенно популярен при создании конструкций каркасного типа. Помимо изделий из металла, при создании различных конструкций могут использоваться и двутавры из бревна.

Читайте также:  Как правильно утеплить потолок в деревянном доме

Даже под большой нагрузкой эти пиломатериалы не будут прогибаться. Они не станут изменять форму, что считается значимым превосходством при возведении разных систем. В ходе постройки частного здания древесные двутавры укладывают для монтажа перекрытий. Их стоимость не очень высокая, по этой причине такие элементы пользуются популярностью среди частных застройщиков. Главное – грамотно подготовить элементы конструкции. Это даст возможность сделать ее долговечной и надежной.

Двутавры отличаются по конструкции. Они могут быть стандартными и с широкой полкой. Первые имеют полку 64х39 мм. Вторые — 89х39 мм.

Самыми прочными из представленных считаются двутавры, серии L (клееный шпон). В их изготовлении используется LVL-брус. Благодаря LVL-брусу можно выполнить элементы до 12 метров в длину. При этом это не отражается на стоимость.

В независимости от того, какой материал применялся для изготовления балок, они характеризуются достаточно высоким уровнем жесткости и прочности. По этой причине конкурентов у подобных изделий достаточно мало. Помимо этого, такие элементы отличаются легкостью. Его транспортировка не составляет сложностей. Балки стоят относительно недорого, что привлекает большинство потребителей. Работы с материалом проводятся весьма просто.

Оценок: 5 5184

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 пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

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 балок углеволокном

Усиление балок углеволокном — схема

Усиленные балки углеродным волокном

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 усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля — 2

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.

Устройство пруткового протеза

  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.

Установка пруткового протеза

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление перекрытий — установка шпренгелей

Тип усиления с изменением условий 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 — установка опор

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.

Усиление перекрытий — установка дополнительных балок

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим образом и с минимальными затратами.

Выбираем балки и правильно их опираем

При использовании деревянных балок на подобных проектах приходится постоянно балансировать между обеспечением требуемой несущей способности и собственным малым весом перекрытия. При работе с сосновым брусом допускается длина пролета до 6 метров, тем не менее, понадобились бы балки 300х1500 мм, при этом максимальный прогиб составил бы более 10 мм.

Выбираем балки и правильно их опираем

Используемые двутавровые балки имеют высоту 400 мм при полках 40х90 мм и толщине стойки 10 мм. Свободное пространство между полками составляет почти 320 мм, чего вполне достаточно для укладки 250 мм утеплителя и 15 мм доски для подшивки. Межосевое расстояние балок выбирается под ширину утеплителя, но не меньше рекомендуемого, то есть 40 см.

Читайте также:  Доступные способы сделать гладким бетон после заливки

Установка балок на каркасные стены или СИП должна сопровождаться механическим креплением. Для этого можно использовать треугольные косынки из 20 мм фанеры или купить металлические кронштейны. Края балок следует утопить от внешней плоскости стен не менее чем на 50 мм и обшить снаружи влагостойкой фанерой.

Выбираем балки и правильно их опираем

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.

Цокольное (подвальное) перекрытие над холодным помещением

Холодным помещением может быть неотапливаемый подвал или цокольный этаж. Здесь ситуация аналогична той, что с холодным чердаком. Водяной пар, устремляясь в холодное помещение, конденсирует на стенах подвала (цокольного этажа) и нижней поверхности перекрытия, обращённой в помещение подвала. Сырое холодное помещение будет совсем непригодно для любых целей. Другая опасность: в сыром помещении деревянные балки быстро сгниют, а стальные покроются ржавчиной; это — к вопросу неверного конструктивного решения, которое уменьшает долговечность перекрытия.

Нормальные эксплуатационные условия в подвале (цокольном этаже) будут обеспечены, если:

  • проложить пароизоляционный слой со стороны тёплого надподвального (надцокольного) помещения, т.е. над утеплителем;
  • сделать продухи по периметру дома, дающие доступ воздуха в подвал для вентиляции, если подвал не полностью заглублён в грунт (наименьший размер продухов — в один кирпич). Продухи заделывают сетками, а на зиму, если необходимо, их чем-то закрывают, например кирпичом или специальными заглушками.

Устройство перекрытия по деревянным балкам над холодным помещением и вентиляция помещения: 1 — деревянная балка перекрытия; 2 — конструкция чистого пола; 3 — доски черного пола; 4- лаги; 5 — пароизоляция; 6 — теплоизоляция; 7— рулонный паропроницаемый материал; 8 — дощатый настил; 9 — черепной брусок; 10 — продух; 11 — конструкция пола по грунту.

В случае подземного этажа, т.е. когда подвал полностью заглублён в грунт, нужно вывести вентиляционные воздуховоды. Это уже к вопросу инженерного оборудования дома, которое в настоящей книге не рассматривается.

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.

Читайте также:  Минимальная толщина бетонного перекрытия

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.

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.

Вентиляция чердачного помещения

Усиление стропильной системы — важная, но не единственная часть реконструкции кровли. Для ее длительной эксплуатации на чердаке должен быть достаточный воздухообмен. При недостаточном воздухообмене на чердаке, при загнивании древесины и развитии грибковых спор на деревянных конструкциях крыши необходимо провести мероприятие по восстановлению вентиляции. В чердачном помещении дополнительно устраивают продухи и слуховые окна. Соотношение площади поперечного сечения к площади чердачного перекрытия должно составлять 1:300 — 1:500.

Необходимо также выяснить, какова температура воздуха на верхней границе утеплителя (при любой отрицательной наружной температуре воздуха она не должна превышать 2°С), изучить характер движения воздуха. Слежавшийся утеплитель, примерно раз в пять лет, необходимо разрыхлять. При толщине наружных стен до 1 метра, его фактическую толщину лучше увеличить на 50%, так как с течением времени его теплоизоляционные свойства ухудшаются. Ширина продухов должна находиться в пределах 2 — 2,5 см. Также необходимо проверить и восстановить, если это нужно, пароизоляцию под слоем утеплителя.

Усиление металлом

Если нет возможности увеличить высоту перекрытия, применяют металл. Выделяют три способа:

  • накладки из стальной полосы;
  • шпренгельной затяжкой;
  • взятие в обойму.

Полосовую сталь применяют при незначительных повреждениях. К балке по бокам фиксируют полосы из листа толщиной 10—14 мм. Перед выполнением работ материал обрабатывают антикоррозийным покрытием. В местах соединения дерева и стали стоит предусмотреть слой гидроизоляции (Техноэласт и т.п.). Это предотвратит разрушение разных по влажности элементов. Фиксацию выполняют на саморезы, болты или шпильки.

Усиление шпренгелем позволит уменьшить прогиб перекрытия. Затяжка представляет собой перевернутую ферму (треугольную или трапециевидную). В упрощенном случае конструкция состоит из подвески (вертикальный элемент в середине пролета прогона) и тяжей, закрепленных по бокам балки.

При серьезных повреждениях используют металлические обоймы. В этом случае металлопрокат крепят с двух сторон прогона. Небольшие пролеты усиливают уголками, большие — швеллером. Высоту швеллера подбирают так, чтобы балка влезала между его полками. В обязательном порядке обойма должна опираться на стены. Рекомендованная глубина опирания — 250 мм.

Усиление металлом

Метод актуален при повреждении опорной части перекрытия. В этом случае существующую балку укорачивают, а вместо ее торцов изготавливают протезы. Эти элементы могут быть из:

  • деревянных досок или брусков с двух сторон от существующего элемента;
  • металлического проката (уголок, швеллер);
  • стержней арматуры класса А400 (АIII) диаметром не менее 16 мм (используют не отдельные пруты, а фермы из них).

Работа по усилению усложняется тем, что требуется отрезать опорный участок несущей балки. Придерживаются следующего порядка действий:

  • 1) на расстоянии 1—1,5 м от стены устанавливают временные стоки под балки (сечением не менее 150×150 мм);
  • 2) разбирают перекрытие в опорной зоне и часть стены в месте опирания;
  • 3) отрезают поврежденный участок прогона (примерно на 50 см);
  • 4) устанавливают протез с защемлением его в стену;
  • 5) надежно фиксируют протез и балку между собой.