СП Монолитные конструктивные системы

Усиление монолитного перекрытия двутавровыми балками (СНиП, видео)

МОНОЛИТНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ

Monolithic structural systems. Design rules

Дата введения 2019-06-26

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ – АО “НИЦ “Строительство” – НИИЖБ им.А.А.Гвоздева

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”, от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ “Технический регламент о безопасности зданий и сооружений” и содержит требования к расчету и проектированию монолитных конструктивных систем жилых и общественных зданий и сооружений, а также их несущих элементов и узлов.

Свод правил разработан авторским коллективом АО “НИЦ “Строительство” – НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (руководитель работы – канд. техн. наук С.А.Зенин; доктор техн. наук Е.А.Чистяков, канд. техн. наук Р.Ш.Шарипов, О.В.Кудинов).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование конструктивных систем зданий (сооружений) гражданского назначения (жилые и общественные), в которых все основные несущие элементы (колонны, пилоны, стены, перекрытия, покрытия, фундаменты) выполняют из монолитного железобетона.

Свод правил не распространяется на проектирование конструкций усиления из монолитного железобетона.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изменением N 1)

СП 14.13330.2014 “СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах” (с изменением N 1)

СП 20.13330.2016 “СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия” (с изменением N 1)

СП 22.13330.2016 “СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений”

СП 28.13330.2017 “СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии” (с изменением N 1)

СП 50.13330.2012 “СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий”

СП 63.13330.2012 “СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения” (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 70.13330.2012 “СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции” (с изменениями N 1, N 3)

СП 112.13330.2011 “СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений”

СП 266.1325800.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования

СП 267.1325800.2016 Здания и комплексы высотные. Правила проектирования

СП 296.1325800.2017 Здания и сооружения. Особые воздействия

СП 311.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов. Правила проектирования

СП 351.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из легких бетонов. Правила проектирования

СП 385.1325800.2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения

СП 387.1325800.2018 Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий. Правила проектирования

Примечание – При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 27751, ГОСТ 26633, СП 20.13330, СП 63.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 конструктивная система здания (сооружения): Совокупность взаимосвязанных несущих элементов здания (сооружения), обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость на стадии возведения и стадии эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

3.2 монолитная конструктивная система: Конструктивная система здания (сооружения), все несущие элементы которого выполнены из монолитного железобетона.

3.3 ядро жесткости (здесь): Совокупность вертикальных несущих элементов (стен) здания (сооружения), образующих замкнутый контур в плане (или близкий к нему) и обеспечивающих общую пространственную жесткость конструктивной системы здания (сооружения).

4 Общие положения

4.1 Монолитные конструктивные системы проектируют по настоящему своду правил с учетом СП 63.13330. Узлы и сопряжения несущих элементов при проектировании монолитных конструктивных систем принимают преимущественно жесткими.

4.2 Конструктивная система должна обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания (сооружения) на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий. В общем случае для монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов должны быть соблюдены общие требования пожаробезопасности, надежности, долговечности, тепло- и звукоизоляции, коррозионной стойкости, прочности, трещиностойкости и деформативности, установленные в ГОСТ 27751, СП 2.13130, СП 16.13330, СП 20.13330, СП 22.13330, СП 24.13330, СП 28.13330, СП 50.13330, СП 51.13330, СП 63.13330, СП 70.13330, СП 112.13330, [1].

4.3 Расчет и проектирование монолитных конструктивных систем при сейсмических воздействиях следует выполнять согласно СП 14.13330.

4.4 При проектировании монолитных конструктивных систем рекомендуется выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении конструктивные решения с целью снижения материалоемкости и трудозатрат при производстве работ.

Проектирование монолитных конструктивных систем рекомендуется выполнять с учетом их жизненного цикла с учетом параметров долговечности, моделей разрушения, мониторинга состояния, оценки срока службы железобетонных элементов и т.п., включая рассмотрение вопросов снижения негативного воздействия на окружающую среду.

4.5 Несущие элементы в монолитных конструктивных системах должны быть сконструированы таким образом, чтобы с достаточной надежностью предотвратить возникновение предельных состояний всех видов. Это достигается выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно настоящему своду правил и действующим нормативным документам.

Надежность несущих элементов обеспечивают расчетом по предельным состояниям первой и второй групп путем использования расчетных значений нагрузок и характеристик материалов, с учетом уровня ответственности здания (сооружения).

Расчетные значения нагрузок и характеристик материалов определяют как произведение их нормативных значений на коэффициенты надежности, соответствующие рассматриваемому предельному состоянию.

Уровень ответственности для монолитных конструктивных систем принимают исходя из класса сооружения по ГОСТ 27751 и техническому заданию на проектирование.

При расчете монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов следует учитывать коэффициенты надежности по ответственности , принимаемые согласно ГОСТ 27751.

4.6 Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний нагрузок, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) следует принимать в соответствии с СП 20.13330, разработанными проектными решениями и техническим заданием на проектирование.

4.7 Расчет монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов выполняют на действие вертикальных и горизонтальных постоянных и временных (кратковременных, длительных и особых) нагрузок и воздействий с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок согласно СП 20.13330 или соответствующих им усилий.

4.8 Материалы для несущих элементов монолитных конструктивных систем и их характеристики принимают в соответствии с разделом 6 СП 63.13330.2012, с разделом 6 СП 311.1325800.2017, а также с настоящим сводом правил.

4.9 Материалы для стальных элементов, применяемых в несущих железобетонных элементах (закладные детали, анкерные устройства и т.д.) принимают с учетом СП 16.13330 с обеспечением необходимой долговечности и огнестойкости согласно СП 2.13330*, СП 28.13330, СП 112.13330, [1]. Материалы для стальных соединительных муфт механического соединения арматурных стержней принимают согласно приложению М СП 63.13330.2012.

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СП 2.13130.2012. – Примечание изготовителя базы данных.

4.10 В чертежах несущих железобетонных элементов должны быть указаны характеристики бетона по прочности и морозостойкости (в необходимых случаях, в частности, для наружных подземных конструкций и фундаментов – по водонепроницаемости).

4.11 В проектах необходимо указывать способ (или мероприятия) возведения монолитных конструктивных систем при отрицательных температурах (в зимнее время), обеспечивающий устойчивость здания (сооружения), прочность его несущих элементов и узлов в период возведения и эксплуатации.

4.12 Проектирование монолитных конструктивных систем зданий (сооружений) с повышенным уровнем ответственности (класс КС-3) выполняют при научно-техническом сопровождении проектирования.

4.13 Для обеспечения повышенной трещиностойкости и водонепроницаемости железобетонных элементов монолитных конструктивных систем, а также для увеличения прочности бетона элементов на растяжение могут быть применены самонапрягающиеся бетоны согласно подразделу 6.1 СП 63.13330.2012.

4.14 Для несущих элементов монолитных конструктивных систем должна быть выполнена расчетная проверка обеспеченности принятого предела огнестойкости согласно СП 112.13330, [1].

4.15 Для несущих элементов монолитных конструктивных систем высотных зданий и комплексов (5.1.6) следует учитывать СП 267.1325800.

5 Конструктивные решения монолитных железобетонных зданий и сооружений

5.1 Конструктивные системы

5.1.1 В общем случае монолитная конструктивная система состоит из фундамента, вертикальных несущих элементов (колонн, пилонов и стен) и горизонтальных несущих элементов (плит и балок перекрытий и покрытия), взаимосвязь которых образует единую пространственную систему.

5.1.2 В зависимости от типа вертикальных несущих элементов (колонн, пилонов и стен) различают следующие монолитные конструктивные системы:

– каркасные – основные несущие вертикальные элементы – колонны или пилоны (рисунок 5.1);

– стеновые – основные несущие вертикальные элементы – стены (рисунок 5.2);

Перекрытие по металлическим балкам

Для устройства прочных перекрытий в возводимых зданиях строители применяют проверенные методы, предусматривающие использование различных строительных материалов. Повышенный запас прочности обеспечивают профили, изготовленные из стального проката. Сооружаемые на их основе перекрытия по металлическим балкам обеспечивают надежность возводимых конструкций и длительный ресурс эксплуатации. Они превосходят конструкции на базе деревянных брусьев по эксплуатационным показателям и способны воспринимать значительные нагрузки. Рассмотрим их детально.

Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам

На основе стального профиля можно сделать прочное перекрытие, используя различные варианты:

перекрытие монолитное по металлическим балкам. Формируется путем заливки бетона в опалубку, дополнительно усиливается арматурной решеткой. Это проверенный на практике вариант, отличающийся комплексом преимуществ. Главные плюсы, привлекающие застройщиков – повышенная прочность бесшовной поверхности и отсутствие неровностей;
монолитно-сборную конструкцию. Для ее обустройства применяются блоки из ячеистого бетона, изготовленные на промышленных предприятиях. Они укладываются краями на поверхность стального профиля. Сооружается теплоизолированные опалубка, производится армирование и заливаются бетонным раствором стыковые участки;
составную конструкцию из различных материалов. Могут применяться стандартные панели, деревянные доски, плиты. Элементы основы устанавливаются на несущие стальные балки. Для обеспечения комфортных условий эксплуатации важно утеплить и звукоизолировать сформированную поверхность, а также заделать зазоры между элементами.

В зависимости от финансовых возможностей и наличия материалов, застройщики в равной мере используют указанные варианты.

К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования

Применяемые материалы и оборудование

В качестве несущих балок используют различные виды металлического проката:

двутавр номер 16 или 20;
швеллер высотой до 20 см;
уголок, сваренный в силовой каркас.

Для формирования выбранного конструктивного варианта, помимо несущих элементов, потребуются следующие материалы:

бетонная смесь для формирования цельной основы;
стандартные блоки из ячеистого бетона для сборно-монолитного варианта;
строганные доски или готовые бетонные панели для составной конструкции.

Для усиления применяются арматурные прутки, диаметр которых соответствует результатам выполненных расчетов.

Сооружение опалубки потребует применения следующих стройматериалов:

деревянных щитов или влагостойкой фанеры толщиной 2 см и более;
полиэтиленовой пленки для гидроизоляции бетонного массива;
подпорок из металла или древесины, обеспечивающих устойчивость опалубки.

Для разных типов домов используют как перекрытия по металлическим балкам, так и по деревянным, а также железобетонным

Следует также подготовить оборудование:

бетоносмеситель, ускоряющий процесс приготовления рабочего состава;
сварочный аппарат, предназначенный для сварки арматурного каркаса.

Специальный инструмент для строительных мероприятий не требуется. Используется набор инструментов, имеющийся в арсенале каждого домашнего умельца.

Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам

Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:

повышенной надежностью;
высоким запасом прочности;
длительным ресурсом эксплуатации;
увеличенной несущей способностью.

Применяя металлоконструкции из стального профиля можно перекрывать пролеты увеличенных размеров, правильно подобрав номер используемого проката.

Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:

трудоемкость монтажных работ, связанная с повышенной массой металлоконструкций и необходимостью их транспортировки с помощью специальных устройств;
необходимость выполнения сложных инженерных расчетов, подтверждающих нагрузочную способность сооружаемых оснований на основе стальных профилей.

К недостаткам также относится подверженность металла воздействию коррозионных процессов, уменьшающих прочность конструкций. Однако с помощью специальных покрытий можно надежно защитить металл, и обеспечить долговечность металлоконструкций на протяжении всего периода эксплуатации здания.

Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны

Расчет перекрытия по металлическим балкам

Необходимо ответственно подходить к выполнению расчетов, приняв решение сделать пол или потолок на основе стальных профилей.

При этом необходимо учитывать комплекс факторов:

общий вес;
нагрузочную способность;
площадь формируемой поверхности;
расстояние между балками;
ширину пролета.

Выбор подходящего номера металлопроката, соответствующего высоте профиля, осуществляется с учетом воспринимаемой нагрузки.

Несущая способность составляет:

0,075 т/м2 – для перекрытий чердачных помещений;
0,150 т/м2 – для цокольной основы и межэтажных оснований.

С возрастанием ширины пролета увеличивается высота стальных балок:

прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.

Зная площадь монолитной поверхности, несложно рассчитать потребность в бетоне. Для этого следует умножить площадь на высоту бетонного массива. Имея чертеж арматурной решетки можно вычислить потребность в стальных прутках для усиления основы. Все расчеты производятся на основании предварительно разработанной проектной документации или рабочего эскиза.

Однако есть у них и недостаток – они подвержены коррозии

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы

На подготовительном этапе выполните следующие мероприятия:

Определитесь с материалом, который предполагается использовать для изготовления перекрытия помещения, а также изучите последовательность действий.
Разработайте рабочий чертеж, предоставляющий полную информацию о конструктивных особенностях перекрытия и сортаментах применяемых материалов.
Выполните расчеты, подтверждающие прочностные характеристики строительной конструкции и необходимый для длительной эксплуатации запас прочности.
Рассчитайте потребность в строительных материалах, оцените объем расходов, а также подготовьте инструменты.
Смонтируйте двутавровые балки, соблюдая интервал между опорными элементами, равный 1–2 м и проконтролируйте правильность установки с помощью уровня.
Соберите по нижнему уровню двутавра щитовую разборную опалубку, используя ламинированную фанеру или строганные доски, обеспечьте отбортовку высотой 15–20 см.
Закрепите деревянные брусья или стальные распорки для обеспечения неподвижности опалубочной конструкции, которая должна выдержать массу бетона.

При монтаже опор устанавливайте деревянные балки по одной штуке на каждый квадратный метр площади, а металлические элементы в 2 раза реже. Применение стоек телескопического типа существенно облегчит работы по фиксации опалубочной конструкции. Закончив подготовительные мероприятия, приступайте к основной работе.

Правильный расчет перекрытия по металлическим балкам очень важен

Монтируем перекрытие монолитное по металлическим балкам

Застройщиков привлекает цельная конструкция, изготовленная из бетона, усиленного арматурной решеткой.

После установки металлических балок, сооружения опалубки и обеспечения ее устойчивости производите работы по формированию монолитной плиты из железобетона по следующему алгоритму:

Проверьте отсутствие щелей в деревянной опалубке и, если необходимо, загерметизируйте их.
Соберите арматурный каркас, применяя металлические прутки с размером сечения 10–12 мм.
Уложите каркас в опалубку, обеспечив постоянный интервал до поверхности будущей бетонной плиты 4–5 см.
Залейте бетонную смесь в опалубку и тщательно уплотните бетонный массив с помощью вибратора.
Не подвергайте твердеющий раствор нагрузкам на протяжении 4 недель и затем демонтируйте опалубку.

Обратите внимание на размер опорной поверхности по периметру плиты, который должен составлять более 150 мм.

Подводим итоги

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам обеспечивает повышенный запас прочности. Важно правильно выполнить расчет перекрытия по металлическим балкам и придерживаться технологических рекомендаций. Квалифицированный совет профессионалов поможет при выполнении работ.

Укрепление чердачного перекрытия – способы усиления деревянных балок

Устройство мансарды в значительной степени увеличивает жилую площадь дома. Практически, в доме появляется еще один эксплуатируемый этаж. Но для его полноценного использования необходимо выполнять укрепление чердачного перекрытия, так как нагрузки на конструкцию существенно возрастают. Прежде всего, это касается деревянных балок, чаще всего применяемых при возведении частных строений.

Специфика деревянных балок перекрытия

Популярность использования прогонов из дерева в чердачных перекрытиях связана с их легким весом по сравнению со стальными и железобетонными аналогами. К тому же, древесина обладает низкой теплопроводностью и малой звукопроницаемостью. Но натуральный материал, к сожалению, имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать. Это:

отсутствие устойчивости к действию плесени, грызунов и насекомых;
высокая пожароопасность;
слабая прочность балок малого сечения.

С первыми двумя недостатками можно справиться путем обработки деревянных балок антисептиками и антипиренами. Последнюю же проблему решают путем использования пиломатериалов большего сечения или посредством укрепления несущих элементов перекрытия.

Балки чердачного перекрытия несут меньшие нагрузки по отношению к аналогичным межэтажным конструкциям.

При устройстве мансарды требуется усиление несущих деревянных элементов перекрытия. Если мероприятия не будут выполнены, то прогоны под увеличенной нагрузкой станут прогибаться и со временем безвозвратно деформируются. Это в лучшем случае, а в худшем – произойдет их растрескивание и, как результат, разлом. Но не стоит отчаиваться и думать, что столь желанное увеличение эксплуатируемой площади останется только в мечтах. Вариантов укрепления чердачных перекрытий существует достаточно много для того, чтобы выбрать единственно правильное решение, исходя из конкретных условий эксплуатации.

Когда требуется усиление

Следует отметить, что укреплять балочные конструкции требуется не только при сооружении мансарды, но и по другим веским причинам. А именно – при снижении несущих характеристик деревянных балок вследствие плохого состояния древесины, произошедшего в результате:

неверных расчетов;
повышенной влажности;
случайного повреждения;
жизнедеятельности насекомых-вредителей или грызунов;
появления недопустимых прогибов;
растрескивания;
периодического воздействия непредусмотренных проектом временных нагрузок.

Профессионалы не рекомендуют надолго откладывать восстановительные работы. Несвоевременное решение проблемы может привести к печальным последствиям и даже трагедии. Для грамотной оценки предстоящих мероприятий разумнее будет пригласить специалиста.

Распространенные способы усиления деревянных балок

Диаметр бревен или сечение бруса для чердачного и межэтажного перекрытия выбирают с учетом нагрузок, приходящихся на квадратный метр площади пола или потолка в плане. При этом учитывается:

ширина пролета;
шаг деревянных балок.

В представленной ниже таблице можно увидеть оптимальные значения сечения бревен и пиломатериалов.

Укрепление чердачного перекрытия производится без изменения или с изменением условий работы балочной конструкции, с применением типовых или нестандартных решений. Выбор зависит от степени деформации древесины и конкретных требований по усилению прочностных характеристик прогонов и настила в целом. Наиболее распространенные варианты укрепления балок предусматривают использование:

деревянных накладок;
металлических пластин;
прутковых протезов;
углеволокна, называемого, также, углепластиком;
подпоров в виде столбов.

Деревянные накладки и металлические пластины могут устанавливаться как в пролетной части деревянных балок, так и в местах их стыков с опорной стеной. Усиливающие элементы фиксируются с обоих боков или снизу и сверху ремонтируемого прогона. При этом накладки крепко стягиваются посредством болтов, пропущенных сквозь балки. Деревянные детали предварительно обрабатывают противогрибковыми составами и антипиренами. Металлические пластины окрашивают или наносят на их поверхность специальные средства, препятствующие ржавлению материала. Кроме того, древесину от металла отделяют слоем гидроизоляции.

Для обеспечения надежности балочной конструкции, накладки рекомендуется устанавливать по всей длине прогона.

Торцевые усиливающие элементы монтируют на участках, опирающихся на стены. В этом случае подгнившие концы балки обрезают, а удаленные куски заменяют:

двойными деревянными накладками с установленными на уровне опорной части стены вкладышами, соответствующими толщине укрепляемой балки;
концевыми металлическими протезами, выполненными из швеллера;
металлическими полосами с хомутами;
арматурными стержнями, скрепленными швеллерной обвязкой.

Список можно продолжить еще несколькими способами, в том числе передвижными протезами, сдвоенными системами и т.д., но они относятся к более сложным вариантам укрепления балок. Торцевое усиление имеет свою характерную особенность. Она заключается в устройстве временного подпора ремонтируемой балки столбом. После окончания работ он демонтируется.

Прутковые протезы представляют собой систему, состоящую из металлических хомутов, наложенных в нескольких местах поврежденной балки, и соединительных элементов. Последние изготавливаются из прочного стального профиля или нескольких арматурных прутьев, переплетенных между собой по «правилу треугольника». В этом случае система остается стабильной, без каких-либо пространственных подвижек. Вариант монтажа прутковых протезов зависит от степени требуемого усиления балочного перекрытия.

Армирование углеволокном относится к современным способам укрепления деревянных балок. Композитный материал пока еще не имеет широкого распространения, но технология, несомненно, относится к передовым методам. С нижней стороны прогона укладывается усиливающая конструкцию арматура. Далее углепластик в несколько слоев наклеивается на частично укрепленную балку, образуя корытообразный хомут. Легкость углеволокна, удобство в работе и отсутствие в конструкции малоэстетичных накладок являются несомненными преимуществами современного материала.

В случае неисправимых деформаций, поврежденный участок балки лучше будет удалить во избежание бесполезных затрат.

Простое решение

Наверное, самым востребованным должен быть наиболее простой вариант усиления чердачного перекрытия, а именно – установка столба, подпирающего проблемную балку. Этот незатейливый способ решает вопрос принятия нагрузок вертикальной опорой. Работы, в данном случае, сводятся лишь к монтажу столба. В результате, основная проблема исчезает, но на ее месте появляются две другие.

Один недостаток сводится к образованию точечной нагрузки, воздействующей на пол. Второй – связан с эстетической стороной вопроса. Дело в том, что столб, установленный посреди комнаты, будет смотреться нелепо. Но если его оригинально украсить, то опора может превратиться в интересный элемент декора, к тому же – функциональный.

Существует еще один способ укрепления чердачного перекрытия. Но его использование оказывается эффективным лишь в тех случаях, когда потолочные балки не имеют деформаций. Несущую способность конструкции увеличивают за счет установки дополнительных прогонов с обязательной обмоткой их торцов рубероидом. Защитные меры позволяют избежать механических повреждений и помогают противостоять воздействиям влаги.

Укрепление чердачного настила

Если усиление балок выполняется с целью дальнейшего устройства мансарды, то подумать об обновлении напольного настила все-таки придется. Опытные мастера рекомендуют воспользоваться плитами OSP. Их укладывают по черновому полу. В дальнейшем производят отделочные работы.

Усиление балок перекрытия: особенности и способы

Особенности
Что нужно учесть?
Способы
Полезные рекомендации

Технологический процесс строительства дома подразумевает крепление несущих балок перекрытия. Они могут быть выполнены из различных по прочности материалов, но по ряду причин требуют усиления. Почему балки приходят в негодность и как их восстановить, расскажем в этой статье.

Особенности

На сегодняшний день в строительстве используются следующие основные виды перекрытий:

железобетонные плиты;

металлические конструкции;

ребристые;

перекрытия Клейна.

Все они разнятся между собой по способам усиления и материалу, при помощи которого будет проводиться работа.

Чаще всего повреждённые места перекрытий обнаружить очень сложно. Как правило, основания, выполненные из разных материалов, располагаются под декоративной штукатуркой или закрыты подвесными потолками, окрашены.

Именно поэтому усиление перекрытий приходится проводить не совсем своевременно, когда начинаются явные проблемы со строительной конструкцией.

Существует несколько причин, по которым перекрытия следует укреплять, чтобы избежать трещин плит, их гниения или прогиба.

В первую очередь причиной может стать нарушение самого процесса установки перекрытий при строительстве дома.
Другой причиной часто является использование материалов низкого качества.
В случае с металлическими элементами возможна их ускоренная коррозия.
Чаще всего усиление балок перекрытия проводят, если они выполнены из дерева. Их порча происходит главным образом в результате природного воздействия, например, при резких изменениях влажности воздуха или температуры.
Усиление железобетонных перекрытий производится по причине увеличения нагрузки на несущую конструкцию, появления трещин, дефектов при монтаже или дальнейшей эксплуатации.
Бывает необходимость достройки этажа дома. В результате увеличения нагрузки происходит и перераспределение силы воздействия на все составляющие части основания. Это тоже одна из причин, требующая мер по укреплению несущих конструкций дома.

Ремонт перекрытий подразумевает замену некоторых элементов при незначительных дефектах или усиление по всей площади при критическом положении дел.

Процесс укрепления перекрытия является довольно сложным мероприятием, поскольку все работы нужно проводить в замкнутом пространстве (внутри здания), а механизировать те или иные операции не представляется возможным.

Много времени занимают подготовительные работы.

Чтобы осуществить весь процесс, под конструкцией, которую будут укреплять, возводят монтажные опоры. Их располагают вертикально. Опорные элементы изготовляют из брёвен или стальных труб и фиксируют распорками или подкладками. После этого очищают поверхность, которую собираются усиливать. Убирают краску, побелку, отслоившийся бетон, прогнившие части брусьев. То есть создают оптимальные условия для удобства и безопасности перемещения под перекрытиями.

Прежде чем приступать к подготовительным, а затем и к основным этапам работ, следует иметь определённый план усиления оснований (технологическую карту). Нужно знать величины имеющихся нагрузок и провести расчёт количества механизмов и материалов для осуществления мероприятий по реставрации существующих балок.

Лучше всего прибегнуть к консультации опытных строителей либо доверить работу по усилению балок перекрытия бригаде специалистов.

Что нужно учесть?

Для каждого вида перекрытий существует ряд особенностей, которые нужно учитывать.

Например, делая усиление растянутых или сжатых металлических балок, обязательно нужно следить за сохранением первоначального центра тяжести. Любые дополнительные элементы следует располагать таким образом, чтобы они не влияли на прочность исходной конструкции.

Швы, образующиеся в результате сварочных работ, могут иметь деформации. Для обеспечения качественной работы дополнительных компонентов с основным усиливаемым элементом высота катета шва должна быть на уровне от 3 до 6 мм. По краям усиливаемой металлической конструкции нужно делать не прерывистые, а сплошные швы. Болты, заклёпки, усиливающие полосы и спаренные уголки, должны находиться в местах, где будет удобно проводить сварные швы.

Нужно стараться осуществлять усиление перекрытий материалами, идентичными тем, из которых состоят основные элементы, а также иметь представление об их механических свойствах. Следует понимать, в каком напряженно-деформированном состоянии находится металлическая конструкция, как на неё влияют отдельные повреждения. Заранее выбрать способ, каким нужно выполнить усиление перекрытий и знать технологию самого производственного цикла.

Балки из дерева чаще всего усиливают вследствие их разрушения или прогиба. Последний образуется потому, что несущая балка может быть прогнившим элементом.

Чаще всего проводят полную замену деревянных оснований или усиливают уже существующие элементы. Если вы планируете увеличить массу (надстроить, например, мансарду), приходящую на несущее перекрытие, то обязательно сделайте предварительные расчёты. Нагрузка на него изменится и перераспределится, поэтому необходимо скорректировать его сечение.

Когда нет необходимости проводить полную замену, но вы обнаружили прогиб деревянных балок, нужно учесть тот факт, что нормальным считается прогиб в пределах 10 мм. Если этот параметр превышен, то усиление перекрытия надо делать обязательно.

Какой способ подойдёт наилучшим образом для этого, может определить только опытный специалист.

Железобетонные плиты усилить не совсем просто, для этого нужны инженерные знания. Прежде чем приступать к самому процессу, необходимо учесть конструктивные особенности оснований. Они делятся на составные и цельные конструкции. Сборные панели обычно укладывают на стены, продольные балки либо бетонные фермы.

Цельные перекрытия делают путём заливки бетона в подготовленную заранее опалубку, возведённую над арматурным каркасом. Способы восстановления нагружающей способности у разных плит отличаются между собой.

Предварительно необходимо определить причины повреждений. Надо знать, уменьшилась ли нагружающая способность плиты из-за того, что она лопнула или этот показатель утрачен по причине дефектов, полученных в ходе монтажа, а также требуется ли полная замена перекрытия или достаточно усилить некоторые её части.

В процессе усиления нельзя совершить новые ошибки, влекущие за собой дальнейшее разрушение перекрытий и большие финансовые траты.

Способы

Чтобы провести укрепление железобетонных плит в доме, строители применяют на практике ряд методов.

Усиливают стержни арматуры. В результате коррозии они становятся непригодными частями. Вокруг них уменьшается толщина бетона. На самой бетонной поверхности появляется ржавчина. Перед проведением усиления снимают бетонный слой, находящийся вокруг оголённых стержней. На них наносят покрытие, препятствующее образованию коррозии, после чего осуществляют грунтовку всей бетонной поверхности, ликвидируя тем самым образовавшиеся в бетоне пустоты.
Увеличивают толщину плит. Наносят дополнительный слой железобетона.
Плиты усиливают снизу при помощи арматуры из стали и бетона. Укрепляют железобетонные перекрытия в районе контакта со стенами дома.
Осуществляют нанесение торкрета (раствора из бетона) под давлением сжатого воздуха. Такой состав заполняет трещины и места повреждения в плитах перекрытия.
Снизу под отдельные повреждённые участки сооружают подпорки, в результате чего общая нагрузка на перекрытия перераспределяется.
Если повреждение крупное, то проводят полную замену устаревших железобетонных плит.

Металлические конструкции усиливают при помощи наращивания сечений элементов, делают дополнительные связующие цепочки, наращивают элементы соединений, ставят рёбра, диафрагмы или распорки. Часто проводят монтаж дополнительных компонентов к уже существующим конструкциям или меняют конструктивную схему.

Как показывает практика, работу проводят несколькими способами одновременно.

Наиболее часто встречающимся перекрытием в частных строениях является балка, сделанная из бруса. Если у вас в доме имеется второй этаж, а пол стал скрипеть и местами прогибаться, то следует провести его укрепление.

Перекрытия из дерева являются самыми доступными по цене конструкциями, но их срок службы по сравнению с железобетонными и металлическими основаниями ограничен временем.

На качество древесины, помимо климатических факторов, оказывает огромное влияние её обработка. Насекомые и различные вредители (например, короеды) также способствуют сокращению периода эксплуатации деревянных балок. Материал подвергается деформации, крошению, появляются трещины.

Существует несколько способов реконструкции деревянных перекрытий.

Если дерево повреждено, его обрабатывают противогрибковыми составами. После этого элементы можно усилить при помощи деревянных накладок. Их закрепляют сверху и снизу несущей балки по всей её длине при помощи болтов.

Усиление также проводят не деревянными, а металлическими пластинами. В качестве металла используют сталь. Саму пластину предварительно обрабатывают антикоррозийным составом. Металлические элементы фиксируют с двух сторон балки. Если имеются серьёзные деформации дерева, то рекомендуется использовать швеллер. Необходимо побеспокоиться и о гидроизоляции. Она должна быть между деревянными и металлическими конструкциями.

Производят крепление углепластиковыми или углеволокнистыми материалами. Это могут быть листы или пластины, ленты, ткань. С ними легко работать. Балку усиливают путём наклеивания элементов на неё. Клеят материалы слоями до того момента, пока не увеличивается жёсткость деревянной основы.

Концы перекрытия можно укрепить с помощью протезов, выполненных из дерева или металла. Основной упор делается на места стыка деревянного перекрытия со стенами. В результате смены погоды и постоянного изменения температуры воздуха именно на этих участках чаще всего происходит повреждение и деформация.

Чтобы провести разгрузку деревянных балок, под ними проводят установку опор из брусьев. Большую часть нагрузки с несущего элемента такие опорные стойки забирают на себя.

Очень часто проводят увеличение количества лаг. Дополнительные деревянные балки дают возможность повысить нагрузку на всю конструкцию, тем самым увеличивая несущую способность перекрытия. Торцы установленных лаг обязательно покрывают рубероидом во избежание их повреждений.

Как видим, существуют различные методы по восстановлению функциональных возможностей перекрытий.

Выбор того или иного способа работы следует проводить с учётом особенностей строения и материалов, из которых оно было возведено.

Полезные рекомендации

Специалисты, занимающиеся усилением перекрытий, дают советы.

Потолочные основания имеют пределы нагрузок на один квадратный метр. Если в доме потолок заканчивается чердаком, то нагрузка на балки не должна превышать 100–105 кг на 1 кв. метр площади. Когда в жилище имеется второй этаж, то перекрытие может выдерживать вес до 200 килограмм на метр квадратный. Эти показатели нужно учитывать при установке лаг и балок. Вся конструкция обязана быть с прочной основой. Ещё нужно делать хорошую теплоизоляцию, заделывать тщательно швы и щели.
Прежде чем выбрать древесину для сооружения перекрытий, обращайте внимание на качество её просушки. Плохо обработанное и просушенное дерево подвержено быстрому высыханию или деформации. Нельзя экономить на материале. Балки для перекрытий следует подбирать одинаковой толщины и длины. Они должны быть цельными, а не состоять из нескольких фрагментов.
Конечно, всю работу можно сделать самостоятельно, но для этого вам необходимо обладать не поверхностными, а очень глубокими знаниями в области прочности строительных конструкций.

О том, как правильно усилить балки перекрытия, смотрите в следующем видео.

Усиление деревянного перекрытия – способы укрепить потолочные и балки второго этажа

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.

Допустимое сечение балок при нагрузке

Материал подготовлен для сайта moydomik.net

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 пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

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 балок углеволокном Усиление балок углеволокном – схема Усиленные балки углеродным волокном

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.

На схеме ниже показана технология усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля – 2

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.

Устройство 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.

Установка пруткового протеза

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление перекрытий – установка шпренгелей

Тип усиления с изменением условий работы

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 – установка опор

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.

Усиление перекрытий – установка дополнительных балок

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим образом и с минимальными затратами.

Усиление деревянного перекрытия – способы как укрепить потолочные и балки второго этажа

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)

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

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

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

Укрепление деревянных балок перекрытия

Деревянные дома время от времени могут преподносить не самые приятные сюрпризы. В частности, там могут провиснуть основы перекрытий – деревянные балки на которых они держаться. Для того, чтобы избежать дальнейших неприятностей, необходимо укрепление деревянных балок, являющихся основой перекрытия. Сделать это, можно несколькими способами, наиболее простые из которых будут рассмотрены далее.

Стойки

Самый простой вариант усиления – установка дополнительных опорных элементов. Они подбираются по длине таким образом, чтобы укрепляемая часть оказалась на нужной высоте, а стойка не мешала проходу. Этот способ укрепления подойдет в тех случаях, когда несущие детали еще в хорошем состоянии, но, провисли от времени.

Если же конструкции пришли в негодность или имеют сильные повреждения, лучше воспользоваться другими вариантами восстановления их несущей способности.

Усиление накладками

Этот способ применяется тогда, когда основной материал опорной детали получил повреждения в результате старения или от жуков – древоточцев. Дерево становится рыхлым и уже не может держать нагрузку. В результате, лаги прогибаются и становятся менее прочными, а в самых плохих случаях даже способны переломиться.

Исправить ситуацию помогут накладки с двух сторон повреждённой или прогнувшейся части перекрытия. Накладками служит пара полос из металла или две доски, соответствующие размерам усиливаемого элемента. Перед тем, как закрепить такие накладки, необходимо обработать всю конструкцию противогрибковыми растворами. Накладки крепятся болтами насквозь, а при необходимости, их дополнительно закрепляют проволочной стяжкой.

Усиление углепластиком

Популярный современный материал – углеволокно имеет потрясающие характеристики прочности. Именно это его свойство позволяет использовать данный материал как простой и эффективный метод усиления деревянных конструкций. Для монтажа понадобится наклеить несколько полос этого материала на укрепляемый участок.

Схема наклеивания проста: по длине лаг наклеивается несколько полос углеволокна друг на друга, пока не будет достигнута необходимая прочность. Края наклеенной полосы перекрываются еще несколькими полосками поперек. Получается П-образный хомут на каждой из сторон наклеенной длинной полосы. Таким образом можно усилить не слишком сильно поврежденные и провисшие конструкции.

Сооружение протеза

В некоторых случаях требуется не просто укрепление потолочной балки, а замена ее части. Особенно часто меняются торцы элементов, вставляемые в стены или опирающиеся на них. Для того, чтобы отремонтировать такое повреждение, необходимо подпереть восстанавливаемый участок перекрытия стойкой, чтобы избежать его обрушения. После этого, повреждённая честь отпиливается и удаляется.

Далее необходимо соорудить так называемый «протез» — деталь, которая заменит извлеченный участок. К ставшей короткой лаге прикрепляют с двух сторон накладки, на которых все будет держаться. Они фиксируются на основной детали при помощи болтов, а в стене протез устанавливается в старое посадочное гнездо. На схеме показано, как располагаются все части изготовленного протеза.

Стоит учесть, что восстановленная таким образом конструкция сможет нести практически такую же нагрузку, как и старая, но, дерево уже не настолько прочное из-за длительной эксплуатации. Поэтому, лучше по возможности нагружать восстановленное перекрытие как можно меньше, либо усилить его опорными стойками.

Дополнительные лаги

Еще одним вариантом усиления может стать установка дополнительных балок. Метод спорный и довольно затратный, но, являющийся одним из наиболее эффективных. Нагрузка перераспределится на увеличенное количество опорных элементов и провисание будет устранено. Однако, это решение больше подходит для тех случаев, когда необходима либо замена части деталей, либо есть возможность установки дополнительных балок.

Дело в том, что для установки дополнительных опор понадобится подготовить посадочное гнездо в стене или на ней, а сделать это можно далеко не всегда. При монтаже, торцы новых деревянных лаг нужно в обязательном порядке обработать разными противогрибковыми препаратами и обернуть рубероидом для обеспечения необходимой степени защиты.