Как усилить швеллер на прогиб

Сравнение двутавра и швеллера – какой профиль прочнее и что лучше

Швеллер или двутавр – этот вопрос озадачивает не только людей, решивших самостоятельно возвести дом либо гараж, но порой и профессионалов своего дела. Что будет рациональнее использовать? Чтобы определиться, профессионалы делают расчеты и анализ конструкции и материалов, из которых она будет изготовлена. Людям, не разбирающимся в данных вопросах, следует обратиться к специалистам, которые сделают нужный объем проектных работ и предоставят несколько вариантов с использованием швеллера и/или двутавра разных типоразмеров – тогда будет ясно, что лучше.

Усиление балок перекрытия с помощью несущих колонн или стоек.

Давайте для начала определимся, какого прогиба балок не стоит пугаться. Во-первых, любая балка будет иметь прогиб,главное чтобы он не превышал допустимую норму. По действующим нормативным документам допускается прогиб деревянных балок в соотношении 1 к 300. То есть, балка длиной 7,5 метров вполне может быть прогнута на 2,5 см, это в пределах нормы. Если эта величина больше без усиления не обойтись.

Самым простым вариантом является усиление при помощи несущих стоек с подкосами или колонн. Они монтируются на несущие балки нижележащего перекрытия или специально выложенные столбы. Стойки в дальнейшем благополучно прячутся в перегородку, а колонны можно отдекорировать так, что они станут украшением интерьера.

Какие бывают виды балок

Изделия различаются по материалу изготовления и сечению. Их изготавливают из цельного бруса (без склеивания), а также из клееного. Первый вариант предпочтительнее в плане экологичности – при изготовлении клееного стройматериала используются искусственные смолы.

По типу сечения бывают квадратными, прямоугольными, двутавровыми и круглыми. Рассмотрим плюсы и минусы каждого из вариантов.

Квадратные

Такое сечение считается наименее предпочтительным и выгодным – квадратные балки хуже распределяют усилия при нагрузке и обходятся дороже, чем другие виды перекрытий.

Прямоугольные

Оптимальный вариант при подборе деревянных перекрытий. При установке таких элементов короткая сторона размещается горизонтально, длинная – вертикально, так как увеличение высоты положительно влияет на прочность.

Двутавровые

Изделия имеют оригинальное строение: сверху и снизу имеются уширенные элементы, в середине размеры уменьшены до предельно допустимых показателей. Двутавровая деревянная балка для перекрытий по показателям прочности не уступает другим вариантам, а при изготовлении существенно снижается расход древесины.

Такие изделия успешно монтируются на длинных пролетах, они имеют малый вес и не деформируются под нагрузками. Кроме того, на них проще закрепить коммуникации.

Однако такие балки отличаются сложностью изготовления – не каждом городе есть производства, занимающиеся заготовкой таких стройматериалов.

Круглые или овальные

Такие балки обычно используются для монтажа чердачных перекрытий. Они имеют максимальную устойчивость на изгиб и выдерживают большие нагрузки. При этом использование материалов с круглым и овальным сечением требует точных расчетов. Согласно строительным требованиям, их максимальная длина не должна превышать 7,5 погонных метров.

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

Армирование углеволокном

Армирование углеволокном ‒ это способ усиления деревянных балок перекрытия, который является не совсем традиционным, однако используется в случаях где помещение имеет небольшую площадь или же по другим причинам, когда вышеописанные способы применить не представляется возможности.

Углеволокно является инновационным материалом, который прекрасно справляется с любыми механическими нагрузками, в том числе и нагрузками на изгиб.

Выпускаются элементы из углеволокна в различных модификациях, включающих пластины, листы, нити, ленты или просто в виде тканей. Сам процесс армирования балок углеволокном заключается в накладывании слоев с помощью клея (эпоксидной смолы) друг на друга до получения достаточной жесткости балки.

После застывания клея слои представляют собой монолитное покрытие, по своим характеристикам не уступающим металлу.

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.

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.

В этом случае повреждённая часть обматывается углеволокном, которое фиксируется с помощью специального клеящегося состава, выполненного на основе эпоксидной смолы. Такой материал позволяет усилить конструкцию без увеличения толщины усиливаемого элемента. На нужное место наматывается слой углеволокна 1–5 мм, в зависимости от предполагаемой нагрузки и состояния бруса.

После того как закончены ремонтные работы, опоры удаляются.

Несущая способность ↑

Среди всех типов балок двутавровая имеет наибольшую прочность, более того, она устойчива к температурным перепадам. Допустимая нагрузка на двутавр бывает указана на маркировке, как размер. Чем больше число, указанное в его наименовании, тем большую нагрузку может воспринимать балка.

Любой расчет предполагает изначальное знание размеров прокатного или сварного профиля, его длины и ширины. Проясним смысл значения ширины на примере самой популярной балочной опоры – колонны.

После определения ширины переходят к выбору профиля и расчету нагрузки, воздействующей на профиль. Она представляет собой совокупность воздействий от перекрытия, а также воздействий временного и постоянного характера.

Но, расчет несущей способности двутавровой балки предполагает учет другого воздействия. Чтобы получить расчетную нагрузку, рассчитанное нормативное воздействие умножается на так называемый коэффициент прочности по нагрузке. Остается к результату прибавить уже подсчитанную массу изделия и найти его момент сопротивления.

Полученных данных достаточно, чтобы из сортамента подобрать профиль, необходимый для изготовления сварного профиля. Как правило, с учетом прогиба конструкции рекомендуется выбирать профиль выше на два порядка.

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.

Усиление балок перекрытия фанерой. Балки и лаги: что общего и в чем отличия этих понятий

В частном малоэтажном домостроении двухэтажные дома имеют довольно широкое распространение. Как правило, это дома отдельных двух- и трехэтажных проектов и постройки, переоборудованные путем обустройства мансардного этажа. В любом случае, в таких домах оборудуется и межэтажное перекрытие, и делается настил полов второго этажа.

Для домов, построенных с применением и каркасно-щитовой технологии, да, собственно ,и всех остальных построек, кроме тех, где в качестве межэтажного перекрытия используются железобетонные плиты, основу конструкции составляют балки и лаги полов.

Балки используются в качестве несущих конструкций потолка , самого перекрытия и основы для установки лаг пола. А вот лаги — это не что иное, как балки уменьшенного размера, на которые крепится дощатый настил пола и сам чистовой пол второго этажа или мансарды.

Отличия балок и лаг

Балки перекрытия обычно устанавливаются перпендикулярно внутренней несущей стене, опорами балок служат наружная несущая стена дома и внутренняя несущая стена или простенок.

Лаги второго этажа укладываются перпендикулярно балкам межэтажного перекрытия. Они могут укладываться непосредственно на балки или иметь дополнительную конструкцию, образующую дополнительный объем межэтажного перекрытия.

В качестве балок обычно используются:

• Деревянные цельные балки;

• Деревянные наборные балки;

• Металлические балки из тавра, швеллера, труб или двутавра;

• Металлические балки в виде составных ферм;

• Железобетонные балки из конструкций разного профиля;

В качестве лаг пола обычно используются:

• Деревянные балки;

• Балки из клееных конструкций;

• Комбинированные конструкции из металла и дерева;

Таким образом, несмотря на общее сходство и одинаковый принцип использования в конструкции здания, балки и лаги имеют разное назначение, размеры и, соответственно, разные, хотя и во многом сходные методы усиления.