Как устранить прогиб чердачных балок

Обновлено: 24.04.2024

В феврале этого года, я публиковал статью "Расчет деревянной балки на прогиб" , где простым языком на примере выбранной балки описал расчет и в конце статьи привел табличку с предельными прогибами балок по эстетико-психологическим показателям. Но, что это такое?

Дело в том, что дерево обладает достаточно хорошей прочностью, но оно очень гибкое. Такая балка способна держать приличную нагрузку, но очень сильно прогибаться, что хозяину будет действовать на нервы и казаться, что потолок вот-вот упадёт. Именно для этих целей и введены нормы (СНиП) по допустимому прогибу с точки зрения эстетики и психологии человека.

Величина провиса очень сильно зависит от величины пролета и от приложенных к балке нагрузок. Чердак заполняется хламом за несколько лет и получается так, что мы не рассчитывали на ту нагрузку, которая уже по факту действует на наши балки или вовсе не рассчитывали ничего, а установили балки "на глазок".

Теперь о том, как же устранить прогиб чердачных балок, да еще и без постоянных подпорок и колон со стороны жилого этажа?

Первым делом, нам нужно расчистить чердак от хлама. А здесь можно найти для себя кучу полезных вещей, забытых 10, а то и 20 лет назад :-)))

Далее, аккуратно выравниваем провисшие балки с помощью временных подпорок снизу. Многие используют домкраты, но вполне возможно это сделать и с помощью клиньев. Если прогиб по всему потолку, то выравниваем его с помощью поперечного бруса и нескольких подпорок:

В реставрации перекрытий есть варианты, когда деревянные балки заключаются в металлические каркасы, сваренные из уголков, или армируются стальными полосами, но описываемые в статье способы предполагают устранение прогиба без использования металлоконструкций.

Ниже, привожу разрез нашего чердачного помещения:

Итак, способ №1 - Организация ферм

Здесь имеется несколько вариантов (А и Б).

Вариант А. Исключаем полезное пространство чердака и увеличиваем жесткость деревянных перекрытий и стропильной системы за счет подкосов и стоек.

Легко можно выполнять конструкцию без подкосов - с одной центральной стойкой. Подобные фермы обладают очень хорошей жесткостью и такие перекрытия уже не провиснут. Таким образом, мы убираем прогиб не колонной или стойкой снизу, а благодаря ферме на чердаке.

Все узлы крепления стандартные и в них используются:

гвоздевые пластины;
перфорированные пластины с усиленными саморезами;
глухари;
гвозди с загибом острия с обратной стороны.

Вариант Б. С помощью данного варианта можно оставить чердак, но уже меньшего объема за счет усиливающих элементов - стоек по обе стороны. Получается конструкция, подобная мансарде:

Способ №2 - Увеличение сечения балки

Здесь, требуется нарастить балки по высоте со стороны чердачного помещения, пожертвовав высотой перекрытия. Есть два варианта:

А. Скрепить две балки друг с другом с помощью вертикальных нагелей (шкантов) на клей или стянуть шпильками/глухарями.

Б. Скрепить боковыми накладками (фанерой, гвоздевыми пластинами, досками и пр.)

В данном варианте, креплению уделяется очень большое внимание, поскольку мы из двух балок стремимся сделать одну и включить обе балки в совместную работу - нужно заставить их работать как единый механизм.

На рисунке представлено смещение частей балок при нагрузке и видно, что проскальзывание в основном происходит по краям, соответственно - края фиксируем с особым пристрастием :-))), в отличие от середины.

После окончания работ, снизу убираются временные опоры и теперь можно наслаждаться ровным потолком!

Часто можно встретить на строительных форумах множество вопросов о больших пролетах, перекрываемых деревянными балками: какую длину допускается перекрывать? Какое сечение выбрать? А на каких пролетах балки со временем провиснут?

Сегодняшняя тема затрагивает дома, которые будут оборудованы чердачными помещениями, то есть теми подкровельными пространствами, которые являются холодными и не предназначаются для проживания людей.

Несмотря на великолепные несущие способности дерева, этот материал очень гибкий. По своей природе, древесина держит очень даже хорошую нагрузку, но сопротивляясь ей, волокна растягиваются, что приводит к прогибам и жильцам может показаться, что такое перекрытие вот-вот обрушится на голову, именно поэтому в СНИПах приводятся таблицы нормируемых величин по допустимому провису балок учитывая психологию человека.

Прогиб напрямую зависит от величины пролета, от нагрузки собственного веса балки и от приложенных к ней нагрузок. Поэтому действительно, перекрывая пролеты между первым и вторым этажами, а так же мансардным этажом, очень важно следовать нормам и выбирать сечение по расчетам.

Безусловно, на чердачное перекрытие действуют всё те же нормы и правила, вот только сделать чердачное перекрытие мы можем гораздо жестче, чем перекрытие между этажами, а это значит, мы сможем легко перекрывать длинные пролеты исключая какие-либо прогибы, к примеру полеты огромной гостиной комнаты или просторной кухни-столовой.

А достигается это не с помощью подпорок и колонн, размещаемых в жилых помещениях, а с помощью использования пространства чердака!

В строительстве практически на каждом шагу для усиления конструкций применяются решетчатые конструкции, которые способны нести очень высокие нагрузки при малом весе и называются такие конструкции фермами.

Ферма в основе своей имеет треугольник, который обладает самой высокой жесткостью их всех имеющихся геометрических фигур, и в нашем варианте длинные балки можно легко довести до вида ферм. Этим способом даже устраняют существующие прогибы перекрытий.

Чтобы придать деревянной балке жесткость, ее достаточно оформить в ферму, связав со стропильной системой кровли.

Мы получим не только жесткое перекрытие, но и устойчивую стропильную систему.

В узлах крепления используются болты, глухари, гвоздевые пластины и гвозди, по возможности нужно обойтись без саморезов или использовать их как временный крепеж перед жесткой фиксацией.

Иногда длинные подкосы могут мешать, и если хочется оставить место для хранения на чердаке, можно уйти от них.

Второй вариант предусматривает стойки с двух сторон и обязательное устройство ригеля, стягивающего две противоположные стропильные ноги. Эта конструкция напоминает мансардный этаж:

Эти оба способа придают великолепную жесткость деревянному перекрытию, Такие конструкции во много раз повышают несущую способность перекрытия, позволяют сращивать балки и перекрывать этажи с пролетами по 9 и более метров, тем самым решая задачу организации просторных помещений в доме.

В прошлой статье «Стропила не крепят на уголки. Плотники со стажем так не поступают.» мы говорили с вами о способах крепления стропил на наших объектах, где мы разобрали подробно, как и на что крепим стропила. Сегодня я хотел бы затронуть тему прогиба балок, почему они возникают и как это можно устранить.

Основной причиной прогиба балок является неправильный расчет нагрузки. Дерево достаточно прочный материал, но имеет свойство хорошо гнуться. Вроде и нагрузку выдерживает большую, но при этом видно, что сильно прогнулась. Поэтому на этапе планирования, нужно исключить ошибки при расчетах и не допустить установку балок на глаз.

Но если ошибку при расчетах допустили, или рассчитывали одну нагрузку, а потом забили весь чердак хламом, нагрузка увеличилась и привела к провисанию или решили провести реконструкцию (сделали на чердаке мансарду со спальней или игровой комнатой, если позволяли условия изначальные), что делать? Как устранить прогиб? Естественно ни о каких подпорках в виде колон на первом этаже речь идти не может, поскольку там все отделано и обжито.

В начале делаем уборку и разбираем весь чердак. Затем приступаем к устранению провисания и устанавливаем временные подпорки внизу. Виды подпорок могут быть разные, в зависимости от объемов провисания и ваших финансовых возможностей. Можно применять в качестве подпорок брусья, домкраты и другие элементы. При этом если провисание идет по всему потолку, то необходимо оказывать давление на весь потолок одномоментно и равномерно, для этого устанавливаем поперечный брус с подпорками. Есть варианты с использование металлоконструкция, но сегодня обойдемся без металла.

Первый способ - Организация ферм

Возможно уменьшить полезное пространство чердака за счет увеличения жесткости стропильной системы и перекрытия, используя дополнительные стойки и подкосы. Можно использовать только дополнительные стойки пустив их по центру (все зависит от той задачи которую необходимо решить вам). Подобные конструкции существенно повышают жесткость, тем самым исключая возможность провисания, при этом на жилом этаже мы не проводим никаких строительных работ.

Основным элементом чердачных и межэтажных перекрытий 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.

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.

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.

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.

Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.
Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.
Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)
Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.
Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Усиление балок шпренгельными затяжками

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

Изменение условий работы конструкций

Изменение схемы работы

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.

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.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

Усиление балок углеволокном Усиление балок углеволокном – схема Усиленные балки углеродным волокном

Усиление на торцах деревянными или металлическими протезами

Монтаж пруткового протеза

Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.

Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.

Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)

Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.

Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Усиление балок шпренгельными затяжками

Тип усиление с изменением услой работы

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

Тип изменение условий работы конструкций

Изменение схемы работы

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

Читайте также: