Как усилить деревянную балку перекрытия своими руками

В случае неправильного подбора строительных материалов или ошибок в конструкции может возникнуть необходимость в усилении потолочных балок и защите их от провисания и прогибов. Я хотел бы поделиться опытом того, как подобная проблема возникла у меня, а главное, каким способом удалось ее ликвидировать.

От чего зависит выбор соединения.

В зависимости от требований к конструкции применяется определенное соединение бруса по длине. Для строительства несущих стен зданий, особенно выполняемых из профилированного материала, подходят прочные соединения, такие как косой замок и на шпонках. Они выдерживают разнонаправленные нагрузки почти так же хорошо, как цельная древесина. Качество имеет при этом решающее значение.

Прочие способы удлинения не нуждаются в точных замерах и расчетах. Их применяют при возведении межкомнатных стен или временных, вспомогательных строений. Но для них все же необходимы дополнительные крепежные элементы – уголки, нагели, муфты.

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.

Читайте также:  Изоспан для пола в деревянном доме: надежная пароизоляция

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.

Гвозди

Разумеется, первое, о чем стоит позаботиться застройщику частного дома — приобрести в достаточном количестве гвоздей. Это основной тип крепежа, который пригодится для соединения деревянных конструкций друг с другом.

Разумеется гвозди подойдут не везде. С помощью них можно прибить друг к другу простые плоские доски, а вот более сложные конструктивно элементы лучше прикручивать с помощью шурупов. Длинные винты со специальной резьбой и небольшой головкой идеально подходят для монтажа массивных балок и стропил. Для еще более сложных работ пригодится специальная строительная фурнитура.

Гвозди считаются самым примитивным крепежным элементом. Они же и самые дешевые. Их достаточно легко забить в дерево, и также вытащить. Еще один несомненный плюс гвоздей — возможность их многоразового использования. Их достаточно легко вытащить из дерева при помощи плоскогубцев или задней части головки молотка и использовать снова.

Однако, при работе с этим, казалось бы, простым крепежным элементом, тоже нужно иметь некоторый опыт. Неправильно забитый гвоздь может повредить древесину или выпирать, нарушив ее внешний вид. К тому же стоит учитывать, что лучше покупать гвозди из нержавеющей стали. Да, разумеется, они стоят дороже обычных стальных, однако последние быстро ржавеют, что испортит вид конструкции и может привести даже к изменению цвета древесины.

Виды гвоздей по дереву

Сегодня чаще всего, для стропильных и плотнических работ, используют:

  • Гладкие оцинкованные закаленные стальные гвозди, с круглым поперечным сечением и плоскими головками. Как правило, их длина составляет от 2,5 до 30 см, а толщина: от 2 до 9 мм. Гвозди меньшего размера практически не используются в строительстве, как правило их покупают лишь для каких-то вспомогательных задач;
  • Скрытые гвозди (без головки). Они получили название скрытых, потому что после забивания они практически не заметны;
  • Гофрированные гвозди — это нечто среднее между винтом и традиционным гвоздем. Они лучше вклиниваются в древесину, однако их сложнее вытянуть. Такой крепеж рекомендуется выбирать для крепления досок пола, чтобы со временем швы не ослабли и пол не начал скрипеть.
Читайте также:  Быстровозводимые деревянные перекрытия для этажей в доме из газобетона

Кроме того, гвозди подбирают, исходя из толщины древесины. Оптимальное соотношение толщины гвоздя к толщине материала должно составлять 1 к 5. Для сухой или твердой древесины, можно выбрать 1 к 10.

Как правильно забивать гвозди?

Головка гвоздя должна быть полностью утоплена в дерево, однако не слишком глубоко (чтобы ее можно было почувствовать, проведя по ней рукой). При работе с особенно твердыми частями дерева, перед тем, как забить гвоздь, можно сделать тонкое отверстие сверлом.

Имейте ввиду, что забитие гвоздя в уже проделанные швы может ослабить их. В этом месте лучше использовать шуруп или болт. Также учитывайте, что гвоздь лучше всего держится, когда он вбивается перпендикулярно в ту плоскость дерева, по которой идут волокна (вдоль ствола). Если забить гвоздь таким образом не представляется возможным, для большего укрепления соединения можно забивать гвозди под небольшим углом — до 15 градусов.

Есть также среди плотников еще одно правило: на каждое соединение должно быть минимум 4 гвоздя. Это не относится к конструкциям из элементов с небольшим поперечным сечением. Если гвоздь проходит через такой элемент, вы можете согнуть его молотком, отрезать выступающую часть металлической пилой или отшлифовать. Конечно, в этом случае может появится изгиб, но так крепление будет более надежным.

Прочностной расчет деревянной двутавровой балки

Сравнение несущих способностей, цены и свойств. Сравним несущие способности 2-х видов балок: деревянная двутавровая балка, деревянный брус.

Расчет будет по предельному состоянию (по потере эксплуатационных свойств и по прогибам). Важным и определяющим будет расчет по 2 предельному состоянию (по прогибам). Именно значение прогиба под нагрузкой при равных условиях загружения будет критерием сравнения.

Условия для расчета:

Прочностной расчет деревянной двутавровой балки
  • Расчетная длина по расстоянию между соседними опорами — 5,8 м
  • Нагрузка на 1 м2 перекрытия 400 кг
  • Шаг балок 0,4 м
  • Нагрузка на балки 400кг/м2 х 0,4 = 160 кг

ДЕРЕВЯННАЯ ДВУТАВРОВАЯ БАЛКА 300

Характеристики

Момент инерции 9 476,5 см4

Момент сопротивления 631,8 см3

Прочностной расчет деревянной двутавровой балки

Модуль упругости 12 000 МПа

Расчетное сопротивление 22,0 МПа

Цена за : 260 р Вес : 3,95 кг Качество: высокое Изготовение: 2-3 дня

СУХОЙ БРУС СЕЧЕНИЕМ 100Х240

Характеристики

Прочностной расчет деревянной двутавровой балки

Момент инерции 11 520,0 см4

Момент сопротивления 960,0 см3

Модуль упругости 9 000 МПа

Расчетное сопротивление 14,0 МПа

Цена за : 336 р (розница 14 400 р/м3) Вес : 10,8 кг Качество: низкое Изготовение: неизвестно

Прочностной расчет деревянной двутавровой балки

Производство двутавровой балки предполагает использование древесины хвойных пород и плит OSB. Этот вид перекрытия имеет высокую износоустойчивость, прочность и нагрузочную способность. Небольшой вес деревянных балок и перекрытий позволяет проводить строительные работы без применения специализированной подъемной техники и механизмов. С их помощью можно возводить дома даже в труднодоступных районах со сложными климатическими условиями. Построенные с использованием данных материалов здания, ветроустойчивы и способны выдерживать сейсмику в 9 баллов.

Читайте также:  Как расчитать толщину монолитной плиты перекрытия

Дополнительное опирание

В тех случаях, когда стропильную ногу необходимо разгрузить, подкосы или стойки устанавливают, как правило, не на балки перекрытия, а на лежень, который укладывается на несущие стены. Такую конструкцию называют наслонной.

Дополнительное опирание

Конструкции с опорой на несущие стены называются наслонными

Дополнительное опирание

Но, бывают случаи, когда строение не имеет ни внутренних несущих стен, ни колонн. В результате конструкцию можно сделать только висячей.

Дополнительное опирание

Классическая висячая система подразумевает опирание ноги только на две точки – мауэрлат или балку перекрытия и коньковый прогон. Однако если здание большое или кровля пологая с длинными скатами, может потребоваться усиление конструкции для предотвращения деформации скатов.

Дополнительное опирание

Схема устройства висячей системы

Дополнительное опирание

В таких ситуациях и приходят на помощь стойки и подкосы, установленные на перекрытия. Напомню, что подкосы, в отличие от стоек, устанавливаются под углом. Чаще всего их монтируют с двух сторон стойки, подпирающей коньковый прогон, но встречаются и другие варианты их расположения.

Дополнительное опирание

Стойки крепятся к стропилам при помощи зубчатых пластин

Дополнительное опирание

Соединение стойки с балками обычно осуществляется при помощи зубчатых или перфорированных пластин. Также выполнятся и установка укосов, единственное, как и при монтаже стропил, торцы зарезаются под углом, равным углу их наклона.

Дополнительное опирание

Дополнительное опирание

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам (видео)

Соблюдение технологии и инструкции, представленной специалистами высшей категории, позволит сделать перекрытия и их отделку в лучшем виде и без допущения оплошностей. Самое главное, не торопиться и тщательно продумывать каждый последующий шаг.

Дома из газобетона строятся быстро и сравнительно просто. Стены обладают прекрасной теплоизоляцией, но они обладают меньшей прочностью по сравнению с кирпичными и железобетонными ограждениями. Данный фактор сказывается на малой этажности строений и выборе материалов для конструктивных элементов, опирающихся на легкие блоки. Перекрытие по деревянным балкам в газобетонном доме считается наиболее предпочтительным вариантом по отношению к сборным или монолитным железобетонным плитам. Основным его преимуществом является малый вес, отражающийся на существенном снижении нагрузок на стены и фундамент.