Способы усиления деревянных балок перекрытий

Соединения, которые должны передавать усилия определенной величины и направления, например усилия сжатия, называют также стыками соединяемых деревянных элементов как стержней, например сжатых стержней. Сжатые стержни, соединяемые под острым углом, могут соединяться на врубках. Другие соединения деревянных конструкций устраиваются за счет стыков деревянных элементов с помощью соединительных средств.

Применение накладок

Применение накладок для усиления и ремонта балок перекрытия используется в том случае, когда есть повреждения на определенном участке. Смысл реставрационных работ заключается в установке с двух сторон проблемного места деревянных накладок, которые крепятся к целым частям бруса болтами в комплекте с гайками и шайбами.

Причем накладки можно ставить как с боков балки, так сверху и снизу. Однако, в любом случае для ремонта необходимо использовать высохшею древесину, обработанную антисептиком или антигрибковым раствором.

Если участок балки перекрытия поврежден до такой степени, что от него не осталось практически ничего ‒ накладки необходимо установить по всей длине балки: от одной стены до другой. В местах примыкания следует использовать металлические профили. В частности стальной протез, который представляет собой согнутую под 90º металлическую полосу или металлический прут соответствующего диаметра.

Как все устроено

Дерево хвойных пород является наиболее востребованным материалом для строительства межэтажных и чердачных перекрытий в частном доме. Основная причина очевидна — невысокая по сравнению с монолитным железобетоном или готовыми плитами цена.

Кроме того: перекрытие по деревянным балкам, в отличие от плитного, может быть смонтировано без услуг погрузочной техники, что тоже обеспечивает существенную экономию. От монолитного оно выгодно отличается тем, что не требует сооружения опалубки.

Для решения второй и третьей задач межбалочное пространство заполняется утеплителем — стекло- или минеральной ватой, пенополистиролом, эковатой и прочими материалами. Их выбор — тема для отдельного исследования; на нем мы не станем заострять свое внимание.

Типичная конструкция утепленного перекрытия такова:

  • На боковые поверхности балок в их нижней части набиваются черепные бруски сечением от 40х40 мм .
  • По ним без крепления укладываются доски толщиной от 25 мм.
  • По настилу расстилается пароизоляционная пленка . Она перекрывает и доски настила, и балки.
  • Между балками укладывается утеплитель .
  • Сверху он застилается гидроизоляцией (чаще всего в этой роли выступает обычный полиэтилен с проклеенными швами между полотнами).
  • По гидроизоляции настилается черновой пол — непосредственно по балкам (при достаточной толщине половой доски) или по перпендикулярным им лагам. В первом случае между балками и настилом набивается контробрешетка — рейка толщиной 20 мм, оставляющая под настилом просвет для вентиляции.

Нюансы удлинения кровельных пиломатериалов

Основной элемент каркаса двухскатной крыши — сами стропила или, как их называют кровельщики, — стропильные ноги.

Стропила закрепляются в нужном положении с помощью системы распорок, прогонов, затяжек и раскосов.

Для строительства стропильных каркасов, перекрывающих значительные междустенные промежутки, и при возведении кровель сложной формы приходится использовать лесоматериалы нетипичного размера.

Если под рукой нет бруса или другого пиломатериала нужного размера, то приходится сращивать элементы, пока их общая длина не достигнет требуемой величины.

Материал стандартного размера при увеличении длины становится толще — это не всегда удобно и технологично.

Сращивание дает возможность увеличивать длину стропильных элементов без изменения их толщины и достигать таким образом проектных параметров.

Порядок сращивания стропил по длине, который при этом может использоваться, в основном зависит от предпочтений мастера.

Все способы одинаково надежны и позволяют получить стропила заданных геометрических и физических параметров.

Прежде чем приступать к объединению стропил, нужно немножко узнать о физических свойствах материалов, используемых на разных участках стропильной конструкции.

Деталям конструкции, расположенным в ее разных частях, приходится переносить механические нагрузки разной интенсивности.

Читайте также:  Как осуществляется опирание плиты перекрытия на кирпичную стену

В некоторых узлах вообще нельзя использовать сращивание стропил в длину, так как сращенный пиломатериал не обладает прочностью цельного.

Более того, в определенных местах даже цельный пиломатериал целесообразно усиливать дополнительными деталями.

В любом случае после сращивания стропильные ноги и весь каркас кровли должны быть гарантированно защищены от поломок.

Как правило, сращивание стропил в длину уменьшает жесткость конструкции, так как в месте сращивания образуется подобие пластического шарнира.

Чтобы снижение жесткости как можно меньше повлияло на прочность стропильной системы, сращивание стропил необходимо проводить в точках наименьшей нагрузки на изгиб. Такие места стропильной системы находятся поблизости от опор.

Главное правило при сращении в длину заключается в следующем — место соединения пиломатериалов не должно находиться от опоры на расстоянии большем, чем 15 % от величины пролета.

Кроме того, место сращения пиломатериалов по длине зависит от того, в качестве какой детали стропильного каркаса они впоследствии будут использоваться.

При объединении пиломатериалов, идущих на сооружение прогонов, нужно обеспечить одинаковую прочность будущей детали по всей длине.

Другая задача стоит при сращивании конькового прогона. Здесь потребуется определенный размер прогиба, так как только при этом высота коньковой планки будет одинаковой на всей ее протяженности.

Установка лаг на основание из бетона

Для устройства деревянного пола в городской квартире рекомендуется применять лаги. Их монтаж на бетонный пол выполняется легко, главное, чтобы само основание было ровным и прочным. Правда, о ровности бетонного пола в этом случае можно и умолчать,  такая лаговая конструкция допускает наличие перепадов. А теперь о том, как выполняется монтаж и фиксация доски к бетонному полу. Здесь применяется три способа:

  • Крепление доски выполняется через брус насквозь. Крепёжными элементами служат анкеры или саморезы.
  • На самовыравнивающие элементы крепления.
  • На небольшие рейки длиной в 10-15 см. Для изготовления реек применяют брус. В народе такой способ монтажа называется «укладка на бобышки».

Если перекрытие крепится насквозь, то здесь главное – приготовить в бетонном полу нужное количество отверстий под элементы крепежа и правильно уложить лаги. Отверстия делаются с помощью перфоратора. А вот с бобышками дела обстоят несколько трудней, здесь придется сначала выполнить их монтаж, фиксируя к бетонному полу, и лишь потом укладывать на них лаги. Укладка доски на бетонный пол с использованием выравнивающих механизмов – самый легкий метод создания лаговой конструкции.

На рынке встречаются выравнивающие механизмы в разных вариантах исполнения, для их создания производители используют прочную пластмассу и металл. В основе выравнивающей конструкции задействовано болтовое соединение. Важно, чтобы крепежный элемент свободно выдерживал значительные нагрузки. К бетонному полу такой механизм надёжно фиксируется с применением анкеров, а деревянные доски к нему закрепляются способом болтового соединения.

Варианты крепежных элементов

Важно! При установке балки в стену вокруг неё оставляют воздушный зазор небольшого размера. Чтобы балка не сидела жёстко, на её торце делают подкосы с углом наклона от 60 до 80 градусов.

Крепление лаг к бетонному полу

Сложность стропильной системы

Стропильные соединения применяются, прежде всего, для кровельных конструкций. Здесь необходимы особо прочные балочные соединения, так как они часто подвергаются сильным воздействиям ветров.

Такие прочные соединения достигаются с помощью стропильных соединителей, которые доступны в шести стандартных размерах. Изготавливаются такие изделия двух видов — правые и левые — чтобы можно было закрепить балку с двух сторон.

Спроектировать деревянную стропильную систему намного сложнее, чем любые металлические конструкции. Почему? В природе не существует двух досок с абсолютно одинаковыми показателями прочности, на этот параметр влияет очень много факторов.

  1. Каждая доска имеет свое количество сучков, среди них есть здоровые и гнилые. Одни сучки оказывают минимальное влияние на прочность, другие значительно их понижают.

    Количество сучков на досках разное

  2. В зависимости от условий и режимов сушки в досках могут появляться трещины. Место их расположения и размеры невозможно предвидеть или рассчитать – остается неизвестным и точное влияние на прочность.
  3. Доски могут поражаться различными грибковыми заболеваниями, не все они заметны невооруженным глазом. Некоторые могут проявиться уже после завершения строительства стропильной системы. Кроме того, даже здоровые на период строительства пиломатериалы со временем могут повреждаться вредителями и гнилью.

Требования к качеству стропильной доски

Как выбрать качественные ровные доски для стропил

Металл имеет одинаковые свойства, которые зависят только от марки стали. Расчеты будут точными, ошибка минимальная. С деревом все намного сложнее. Для того чтобы минимизировать риски разрушения системы, нужно давать большой запас по прочности. Большинство решений принимается непосредственно строителями на месте после оценки состояния пиломатериалов и с учетом особенностей конструкции. Очень важен практический опыт.

Читайте также:  Как правильно класть плиты перекрытия на стены

Сростка стропил. Накладка с 2 сторон в виде метровой доски 150х50

Доски строительные

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.

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.

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

Определив длину балок и зная расчетную нагрузку, можно рассчитать шаг балок деревянного перекрытия и их сечение (в случае применения бревен – диаметр). Эти величины связаны между собой. Для этого пользуются следующими правилами.

К примеру, для расчетной нагрузки 400 кг/м², соответствующей межэтажным перекрытиям, соотношение между шагом, шириной пролета и сечением следующее:

  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 2,0 м сечение должно быть не менее 75×100 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 75×200 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 150×225 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 100×150 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 175×250 мм.

Функции, выполняемые лагами

  • Создают для пола ровную горизонтальную поверхность.
  • Более равномерно распределяют нагрузку на фундамент.
  • Оставляют воздушную прослойку между основанием пола и его финишным покрытием. Это пространство обычно используется для прокладки коммуникаций, а иногда даже и для хранения некоторых предметов.
  • Чаще всего пространство между лагами заполняют звуко- и теплоизолирующим материалом, благодаря чему в помещении станет заметно теплее и тише.
  • Подгнившую или треснувшую лагу можно достаточно быстро заменить новой, не затрагивая при этом основание пола.

Как нарастить балку перекрытия в длину?

Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.

Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.

Способы сращивания

Существует несколько способов сращивания, однозначно лучшего или худшего нет. Мастера принимают решения с учетом своих навыков и конкретного места размещения стыка.

Читайте также:  Как правильно класть плиты перекрытия на цоколь? /инструкция с фото

Таблица. Способы сращивания стропил.

Метод сращивания Краткое описание технологии
Косой прируб Применяется на досках толщиной не менее 35 мм. Довольно сложный метод, требует практического опыта выполнения плотницких работ. По прочности соединение самое слабое из всех существующих. Преимущество – экономия пиломатериалов. Практически на стройках применяется очень редко.
Встык Длина стропильных ног увеличивается с помощью накладки. Накладка может быть деревянной или металлической. Если длина двух отрезков досок недостаточна по параметрам стропильной системы, то такой способ позволяет их увеличить. Соединение встык имеет самые высокие показатели прочности на изгиб, широко применяется во время строительства различных сооружений.
Внахлест Внахлест. Две доски фиксируются с нахлестом. Самый простой метод, по прочности занимает среднее положение. Недостаток – общая длина двух досок должна быть больше проектной длины стропильной ноги.

Схема спаренных стропил

В этой статье мы рассмотрим два наиболее простых и надежных метода сращивания: встык и внахлест. Косой прируб трогать нет смысла, его почти не используют из-за большого количества недостатков.

Пролёт метров, как сделать балки?

Дом каркасный. На первом этаже каминный зал 6х9 причём 9 метров поперёк дома. Можно ли сделать балки такой длины из досок? Из идей только одна — срастить две достки 50х150 боковыми двухметровыми накладками. Выдержит или надо использовать что-то другое?

Балка имеет лучшее соотношение сторон 7:5. + подтёс на прогиб. Для 9 метров лучше возьмите бревна сантиметров 30-35 и обтешите влафет. Из 2-х 150 — даже и не думайте!

Если хотите всерьез — Надо будет брать мин. 6 шт и на клею! с прошивкой каждые сантиметров 20-30 ершеными гвоздями. Т.е. делать клееный брус с сечением 30 х 15 см.

Как вариант — делать ферму.

У меня такая же задача. Правда не 9 метров, а 7,5, но все же больше 6.

Проще всего — брус LVL, он как раз идеален для перекрытий (прочность), по длине проблем нет. Вот например: » >

если вам это как украшение, то может вот это » >

Да все проще гораздо. Берете 3 доски, пилите 1 поплам, крадете 2 в длину, 2 в ширину ( 12 м х 30 см) Набиваете на нее под углом бруски (наискосок, как на ферме), что бы образовались треугольники. Затем закрываете другими досками и снова прошиваете, уже по брускам. Следите, что бы стыки не были друг напротив друга, лучше в разных местах.

Итого — 6 досок на балку + бруска (или доски 20-30-40. ) метров 12.

Торцы снизу закроете широкой доской. Будет вид нормальной толстой балки. И несущая будет нормальная. Очень даже, т.к. треугольник — фигура жесткая. Ферма оказывается внутри и ее не видно.

Вот до такой фермы я не додумался. Вчера, после того как написал, понял, что можно балки класть не поперёк дома, а вдоль. Пролёт получится 6 метров (от межкомнатной стены к наружней. А это уже 50х200 с шагом 0,6 метра. Правда, есть другая загвоздка. Дом полутораэтажный — этаж + мансарда под ломанной крышей. Ширина первого этажа, как я уже писал, 9 метров и там каминная, ширина второго 6 метров. Получается что на двух балках будут стоять 2 стены второго этажа на которые её будет опираться верхняя часть крыши. Я так понимаю, что эти две несущие балки надо будет свинчивать болтами из двух досок 50х200 и в каркасных стенах под краями этих балок нужно будет вместо досок 50х150 ставить брус 150х150

Усиление лаг при помощи накладок из фанеры или ОСП плит

Для лаг из клееного материла или конструкционного деревянного двутавра чаще всего применяются накладки из фанеры или ОСП плит. Такие накладки устанавливаются также в виде двусторонних накладок или одностороннего усиления лаг. Фиксация такого соединения осуществляется при помощи саморезов. Толщина фанерного элемента или элемента из ОСП плиты должна быть не меньше, чем 10-12 мм. Размер накладки для конструкционного двутавра должен соответствовать высоте центральной части.

Укрепление лаг фанерой

Фиксация саморезами делается с двух сторон накладок. Важно, чтобы саморезы проходили через толщину всех скрепляемых элементов.