Как усилить деревянную балку перекрытия своими руками

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

  1. После подготовки брусьев в них делаются выпилы для последующей установки стойки. Она должна располагаться строго вертикально, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).
  2. Каждая плита перед использованием тщательно осматривается. Малейший дефект (а он скажется 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 положении до полного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по применению состава.
Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно обеспечить отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), до полного отвердевания клея. И только после этого деревянную балку-двутавр  можно использовать для обустройства перекрытия.

Процесс изготовления опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не представляет. Работа, выполненная своими руками, экономит и время, и деньги. Но это оправдано лишь в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. Если нет полной уверенности, что это получится сделать самостоятельно, рисковать не стоит. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может служить оправданием нарушению проектных параметров.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

Деревянная двутавровая балка

Деревянная двутавровая балка
Деревянная двутавровая балка

Деревянная двутавровая балка – современный конструктивный материал для монтажа межэтажных перекрытий и стропильных систем в гражданском и промышленном строительстве.

Деревянная двутавровая балка
Деревянная двутавровая балка

Компания ДОМОЦЕНТР производит двутавры из осп по технологии мирового уровня, что делает ее идеальным решением для каркасного, кирпичного, блочного и деревянного домостроения.

Деревянная двутавровая балка
Деревянная двутавровая балка

Деревянные двутавровые балки – современный высокотехнологичный материал, не имеющий аналогов по соотношению цены и качества при расчетной длине стропил более 5 метров. Такая крыша прослужит долгие годы, не деформируясь и не разрушаясь под воздействием природных факторов.

Деревянная двутавровая балка
Деревянная двутавровая балка

Рассчитаем и подберем двутавры для стропильной системы, обеспечим шефмонтаж и научим соединениям узловых решений деревянных двутавровых балок собственного производства, изготовленных из высококачественных материалов по мировым технологиям.

Деревянная двутавровая балка
Деревянная двутавровая балка

Деревянная двутавровая балка
Деревянная двутавровая балка

Деревянная двутавровая балка

Как сращивать брус по длине основные моменты

Строганный брус из лиственницыотличаетсялегкостью сборки. Существуют следующие видыэтого материала:

  • обычный;
  • профилированный, у которого выполнены специальные пазы и гребни;
  • клееный, при производстве склеиваются отдельные ламели в цельное изделие.

Для изготовления профилированногоматериалаиспользуетсяхвойная древесина. Его высушивают до 20%, поэтому он отличается равномерной влажностью, стойкостью к гниению, растрескиванию, нот требует до года на усадку. Клееный брус стоит дороже профилированного. Он практически не требует наружной отделки.

При строительстве часто строганный сухой брус 100х150 стыкуется по длине. Этот процесс называется сращиванием. Способ стыкования выбирается по месту, где будет использоваться в процессе эксплуатации предполагаются серьезные нагрузки, то выполняется сращивание на шип.

Наращивание может потребоваться и на несущих стенах, и на разделительных перегородках. Стыкование также дает возможность экономно использовать материал. При возведении стен венцы надо собирать с учетом перевязки (стыки в соседних рядах должны располагаться на противоположных сторонах стены, по аналогии с кладкой кирпича).

Читайте также:  Возведение перегородок из пеноблоков своими руками

Схема перевязки бруса при укладке стен

Если материал будет испытывать только сжатие, то достаточно соединить элементы внакладку (косыми либо прямыми срезами). Для повышения стойкости против боковых нагрузок для стыкования материала применяется вариант позволяет рационально использовать строительный материал.

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

 Диаметр,  мм

Площадь поперечного сечения, см2, при числе стержней

Масса 1 пог.м, кг

 Диаметр,  мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Проволочная и стержневая арматура

3

0.5

3

4

0.5

1

4

5

5

6

1.7

6

7

7

8

8

9

9

10

5.5

10

12

12

14

12.3

14

16

16

18

12.7

17.8

22.9

18

20

15.7

22

20

22

7.6

11.4

15.2

19

22

25

25

28

43.1

28

32

56.3

32

36

36

40

37.7

75.4

113.1

40

45

45

50

50

55

118.8

55

60

60

70

192.4

70

80

80

Семипроволочные канаты класса К-7

4.5

4.5

6

0.9

6

7.5

7.5

9

9

12

12

15

9.9

15

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

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.

Сращивание балок и некоторые характеристики

Итак, от теории – к практике. Если в наличии есть тонкий брус или короткий брус, а денег на покупку нового прочного бруса нет, то нужно рассмотреть всевозможные варианты сращения существующих деревянных брусков для последующего использования их в организации межэтажного, цокольного или чердачного перекрытия. Как правило, соединение деревянных пиломатериалов приходится осуществлять чаще всего по длине (так называемое сращивание), ширине (так называемое сплачивание) или под углом (так называемая вязка). Если есть короткий брус, то при строительстве их чаще всего соединяют по длине. При этом используют специальные металлические скобы, хомуты и крепления. Однако при желании можно обойтись и без этих приспособлений. В этом случае получившийся брус будет непрочным, что категорически не подходит для организации перекрытия любого вида. Основными видами сращивания балок, бревен и брусков являются:

Сращивание балок и некоторые характеристики
  • сращивание внакладку;
  • сращивание вилкой;
  • сращивание шипом;
  • сращивание в замок.
  1. Первый способ – внакладку – заодно является и самым простым в исполнении. Для него потребуется ножовка или стамеска. При использовании этого способа два конца балки прорезаются ножовкой посередине на некоторое расстояние. Потом делается одинаковый скол с применением стамески – прямой или же диагональный. При таком соединении необходимо использовать скобы или хомуты, чтобы можно было использовать сращенную балку для монтажа перекрытия.
  2. Второй способ – вилкой – является более прочным. Однако он подходит, если в наличии имеются толстые балки. Для этого один из концов балки нужно разделить на три части и аккуратно , с помощью ножовки, выпилить середину. А в торце другой балки нужно оставить только середину, и спилить краевые части. Потом балки соединяются в стык – серединная часть на торце одной из балок должна прочно поместиться между двумя краевыми частями в торце другой балки. Кроме того, балки в местах соединения должны обязательно крепиться с помощью металлических скоб или зажимов.
  3. Третий способ – шипом – тоже считается более прочным, чем первый. При этом виде сращивания шипом используются шипы разной формы: круглые или плоские. В редких случаях используются фигурные шипы. Их можно как непосредственно вырезать из дерева, так и создать специальную «шпильку», которая будет вставлена и закреплена в торце одной из балок. Кроме того, шипов может быть больше, чем один: например, два, три или пять. И, конечно же, в месте соединения балки должны быть надежно скреплены и металлическими скобами.
  4. Четвертый способ – замком – он является наиболее трудоемким. Но и более прочным. Разновидностей замковых соединений много, но основные используемые – это сращивание замком угловое и сращивание замком с использованием шипа.
Читайте также:  Как сделать теплые водяные полы в частном доме

Соединение и стыкование

Встречаются достаточно сложные конфигурации перекрытий, в которых балки могут стыковаться для увеличения длины или соединяться под прямыми углами с образованием перемычек. Не следует стыковать балки основного пролета вне несущих стен или колонн, но в некоторых случаях это может потребоваться, например, при заходе перекрытия в нишу эркера.

Соединение и стыкование

Для соединения балок с одной из них необходимо срезать полки не менее чем на 4 высоты балки. На такое же расстояние вырезается центральная стойка и зачищается паз с другой стороны. Балка сращивается и, по возможности, проклеивается казеиновым клеем с обязательной установкой гнета в 2–2,5 кгс/см2. После высыхания место соединения с обеих сторон укрепляют стыковыми накладками — одной или несколькими досками 25 мм, хорошо подогнанными между полками. Накладки стягивают саморезами между собой и прикручивают к внешним полкам с шагом в 20 см.

Для прямоугольного примыкания следует применять специальные стальные кронштейны. Полки примыкающей балки нужно подрезать на глубину захода, при этом балка, к которой выполняется примыкание, должна оставаться нетронутой. Что касается расходных элементов для скрепления, их вы в обилии найдете у производителей и дистрибьюторов балок, как и методики расчета перекрытий, стропильных систем и стен, а также более специфичные методы соединения.

Соединение и стыкование

Крепление стропил к срубу

Система стропил на сруб устанавливается по определенному алгоритму. Это обусловлено множеством факторов. Во-первых, строение из древесины обладает своими геометрическими размерами, которые могут изменяться в процессе усадки. Во-вторых, на крепление может повлиять влажность воздуха. Обязательно нужно проверить на горизонтальность последний венец, чтобы стропила легли правильно, а передача нагрузки на конструкцию была равномерной.

Места установки стропил необходимо разметить. Если фронтоны изготавливаются из бруса и бревен или брусьев, то на них будет опираться коньковая балка, в этом случае технология крепления стропил будет отличаться от жёсткой фиксации, где используются металлические уголки или врубки.

Соединители балок в виде башмака

Балочные башмаки используются при соединении балки с главной балкой. Эти соединения являются, в частности, наиболее распространенными при обустройстве интерьера помещения с помощью балок.

Это особо прочное соединение, которое используется не только чтобы соединить балку с балкой, но и балку с бетонном или кирпичом, металлом.

Такие соединители выпускаются в различных исполнениях: для крепления снаружи — тип А, для крепления внутри — тип B. Второй тип позволяет сделать более незаметное соединение, но имеет меньшую жесткость по отношению кручения, чем первый тип.

Соединение балки с балкой, которая не соответствует стандартным размерам, можно реализовать с помощью двухсекционного соединителя — Vario (тип C).

Учитываемые факторы

Каркас любого дома начинают собирать со строительства перекрытия.

Сечение определяется расчетным путем и зависит от величины предполагаемой нагрузки и ширины пролета строения.

Основные части, входящие в состав перекрытия – это:

  • опорная балка;
  • каркас пола;
  • настил на полу или обшивка.

Таблица подбора сечения

Производят перекрытия путем обработки древесины, которую просушивают за 3-4 месяца. Перед тем как устанавливать конструкцию, в процессе подготовки материалов к укладке либо при монтаже перекрытий учитывается:

  1. Возможная нагрузка, которой будет подвергаться конструкция.
  2. Способ вентиляции помещения.
  3. Уровень влажности.
  4. Место расположения нагревательных приборов.
  5. Конструкция имеет накат из сборных досок (щитов) для гидроизоляции и приглушения звука.
  6. Наличие дымохода на расстоянии 40 см до деревянных балок.

Наличие трещин и гнили недопустимо. Перед началом установки перекрытия следует провести очистку изделий от луба и коры, обработать антисептиком, что позволит защитить их от поражения грибком. Очищение должно выявить косые слои и различные сучки, которые могут помешать в условиях монтажа перекрытий.