усиление деревянных конструкций пособие
Усиление деревянных конструкций
Наращивание опорной части деревянными накладками
Наращивание опорной части металлическими накладками
Установка надбалок и подбалок
Установка прутковых протезов
Установка концевых протезов
Усиление опоры стропильных ног подкосами
Усиление низа стропильных ног деревянными накладками или металлическим протезами
Усиление стропил переносом нагрузки со сгнившего мауэрлата на новый
Замена поврежденной части стойки
Замена прогнившего основания стойки
Выправление выпучившейся деревянной стойки
Усиление деформированной стойки
Решение по восстановлению деревянных конструкций принимается после проведения детального инженерно-технического обследования всех строительных конструкций здания или сооружения. В процессе обследования в первую очередь следует выявить дефекты, которые могут вызвать обрушение конструкций, а именно:
Для предотвращения обрушения конструкций, находящихся в аварийном состоянии, обязательна постановка временных подпирающих стоек и балок.
При незначительных биологических повреждениях древесину, сохранившую прочность, следует очистить от грибковых налетов до здоровых слоев и тщательно обработать антисептиками с последующим усилением накладками из досок. Древесину, в значительной степени утратившую свои нормальные физико-механические свойства, необходимо
удалить, при этом удаляется не только явно разрушенная древесина, но и прилегающая к ней на расстоянии до 0,5 м здоровая на вид.
Каменные, кирпичные и бетонные поверхности, примыкающие к пораженным участкам древесины (балочные гнезда, кирпичные столбы и т.д.), тщательно очищают от грибковых образований, а затем прокаливают паяльной лампой или обрабатывают маслянистыми антисептиками.
Древесина для усиления несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям первого сорта.
Поскольку размеры и характер усиливаемых элементов очень разнообразен, выбор того или иного способа усиления, а также сечения элементов усиления (профилей, болтов, накладок и т.д.) определяются в проекте на усиление конструкций.
Способы и средства усиления деревянных конструкций
При реконструкции зданий с деревянными конструкциями (в основном междуэтажные перекрытия зданий старой застройки и стропильные крыши) часто возникает необходимость усиления отдельных элементов или конструкции в целом.
Снижение прочности деревянных конструкций связано с неудовлетворительной их эксплуатацией, допускающей увлажнение древесины при отсутствии защиты от гниения и вредителей. На ранней стадии обнаружения дефектов бывает достаточно изменить условия эксплуатации: создать для деревянных конструкций соответствующий температурно-влажностный режим (исключение попадания атмосферных и технологических вод, систематическое проветривание и просушка, качественная термо- и пароизоляция) или тщательно обработать древесину антисептиками.
При необходимости восстановления или увеличения прочности (жесткости) деревянных элементов их усиление выполняют заменой части разрушенного элемента, а также увеличением поперечного их сечения.
Частичная замена древесины в сечении заключается в вырезании дефектного участка, антисептировании древесины в местах усиления и последующей плотной установке новой древесины (рис. 16.1). Совместная работа старой и новой древесины в сечении обеспечивается болтовым, гвоздевым, нагельным соединением или приклеиванием.
Рис. 16.1. Усиление деревянных элементов частичной заменой древесины в сечении:
1 – усиливаемый элемент, 2 – накладки из новой древесины, 3 – болты (гвозди)
Для усиления растянутых и изгибаемых деревянных элементов применяется стержневая арматура, которая вклеивается в специально подготовленные продольные пазы. Стальные профили прикрепляются к усиливаемому элементу путем приклеивания или болтового (гвоздевого) соединения. Расчет усиленных элементов производится по их приведенному сечению в предположении совместной работы древесины и арматуры вплоть до разрушения.
Наиболее часто происходит снижение прочности деревянных балок междуэтажных перекрытий в местах их заделки в кирпичные стены. Из-за недостаточной термоизоляции стен и отсутствия проветривания концы балок увлажняются конденсатом, вызывая повышенную деформативность балок, их гниение и снижение прочности.
При большом количестве поврежденных балок с целью экономии металла применяются стержневые накладки, представляющие собой заранее изготовленные стальные фермы из уголков и круглых стержней (рис. 16.2).
Рис. 16.2. Усиление опорных участков стержневыми накладками:
1 – усиливаемая балка, 2 – стержневая накладка
Замена разрушенного концевого участка балок перекрытий производится установкой накладок из досок или брусьев, а также стальных профилей взамен обрезанного конца. Накладки могут устанавливаться сбоку или сверху сечения (рис. 16.3). На время установки накладок под балки подводят временные опоры. Элементы усиления должны быть изолированы от стен прокладками из гидроизоляционного материала. Размеры сечений накладок и соединительных болтов определяются расчетом, деревянные накладки должны быть несколько больше размеров сечения балки.
Усиление деревянных элементов стропильных крыш
В конструкциях стропильных крыш наиболее часто подвержены гниению элементы мауэрлата, соприкасающиеся с кирпичной кладкой, и участки стропильных ног, примыкающие к нему, а также стропила и обрешетка в местах протечек кровельного покрытия.
При перегрузке кровли одним из повреждений стропил могут быть продольные трещины, которые стягивают стальными хомутами на болтах (рис. 16.4).
Рис. 16.4. Усиление деревянных элементов с продольными трещинами:
1 – усиливаемый элемент, 2 – продольная трещина, 3 – стальной хомут
Усиление стропил может производиться увеличением поперечного сечения с помощью накладок на наиболее нагруженном участке или установкой шпренгелей (рис. 16.5). При недостаточной прочности стыка стропил с мауэрлатом устраивают дополнительные накладки или затяжки, воспринимающие горизонтальные усилия (рис. 16.6).
При значительных дефектах деревянных конструкций устраивают полную замену элементов междуэтажных перекрытий и стропильной крыши путем установки новых конструкций рядом с поврежденными.
Одним из методов реконструкции стропильной крыши при увеличении на нее нагрузки (например, замена более легкого покрытия на более тяжелое) является увеличение уклона стропил (рис. 16.7).
Рис. 16.5. Усиление деревянных элементов шпренгелем:
1 – усиливаемый элемент, 2 – шпренгель
Рис. 16.6. Усиление стыка стропил с мауэрлатом: а – с помощью накладок,
б – устройством затяжки: 1 – стальная накладка, 2 – затяжка
Усиление деревянных конструкций: способы укрепления балок и элементов кровли. Временное усиление
Все фото из статьи
Нередко деревянные конструкции нуждаются в усилении отдельных элементов. Данная операция позволяет избежать разрушения, и в то же время не прибегать к капитальному ремонту сооружения. Ниже мы рассмотрим несколько способов укрепления деревянных конструкций.
Усиление деревянной конструкции
Общие сведения
Чаще всего потребность в частичном или даже полном ремонте деревянной конструкции возникает по причине некачественной защиты древесины от влаги и прочих негативных факторов. Поэтому, в процессе изготовления сооружений из дерева необходимо обрабатывать все их детали антисептическими и влагозащитными пропитками, которые предотвращают процесс гниения, поражение древесины плесенью или насекомыми-паразитами.
Кроме того, еще на стадии проектирования конструкции необходимо выполнить ее расчет. К примеру, если речь идет о балках перекрытия, то обязательно выполняется их расчет на прогиб. Это позволит использовать материалы подходящего сечения.
Но, если же оказалось, что какая-либо деталь сооружения недостаточно прочная или находится в аварийном состоянии, то ее можно усилить. Причем данную операцию, в большинстве случаев можно выполнить в процессе эксплуатации конструкции, что бывает крайне важно.
Стропильные фермы и балки: что лучше ↑
Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.
Преимущества использования ↑
Способы усиления
Чаще всего домашним умельцам приходится сталкиваться с такой задачей, как:
Каждая конструкция требует особого подхода. Поэтому ниже рассмотрим как выполняется данная операция в каждом отдельном случае.
Схема усиления подгнившей балки досками
Балки
Усиление балок может осуществляться несколькими способами. Технология усиления подбирается в зависимости от повреждения.
Ниже приведем наиболее распространенные варианты:
Схема усиления балки прутковым протезом
На фото – пример увеличения сечения балки
При монтаже дополнительной балки по всей длине, она также устанавливается в гнезде, предварительно выполненном в несущей стене. Надо сказать, что подобное усиление можно выполнить и при помощи досок, толщина которых должна быть не менее 50 мм.
Еще более эффективным методом является усиление деревянных балок швеллером, который, благодаря своей форме, эффективно противостоит нагрузкам.
Следует отметить, что древесина, которая используется для усиления балок, должна быть хорошо высушенной. Кроме того, ее необходимо обработать антисептиками и антипиренами, что сделает деталь устойчивой к гниению и пожаробезопасной.
Защитная пропитка для дерева
Обратите внимание! Если новая древесина заводится в гнездо и опирается на стену, то нельзя допустить ее контакта с каменной поверхностью. Для этого в гнездо укладывается несколько слоев рубероида. Кроме того, сама древесина обрабатывается битумной мастикой.
Схема усиления крыши
Элементы кровли
Потребность в ремонте или усилении кровельной конструкции может возникнуть по следующим причинам:
Совет! Укреплять можно не только деревянные строительные конструкции, но и прочие элементы. К примеру, деревянные усиленные двери будут надежно защищать жилье от несанкционированного проникновения. Для их усиления обычно используют металлические пластины, которые устанавливаются на торце, со стороны крепления навесов, а также металлические уголки и другие некоторые детали.
При незначительном повреждении деревянных элементов конструкции гнилью обычно выполняется их наращивание или протезирование. При наличии в доме внутренних стен, увеличить несущую способность стропил можно путем установки дополнительных стоек и подкосов.
Варианты укрепления стропил
Ниже рассмотрим наиболее распространенные варианты усиления стропильной системы:
Схема состыковки стойки
Следует отметить, что важно устранить не только неисправности, но и причины их возникновения. К примеру, в случае возникновения гнили, как уже было сказано выше, детали следует обработать соответствующими пропитками, а также обеспечить вентиляцию подкровельного пространства. Ведь стоимость профилактических мер значительно меньше, чем цена капитального ремонта.
Совет! Зачастую возникает необходимость осуществить не только укрепление элементов кровли, но и усиление фундамента деревянного дома. В этом случае вплотную к старому фундаменту по периметру дома выкапывается траншея, которая армируется и заливается жидким бетоном.
Схема подпорки балок
Усиление деревянных конструкций
Наращивание опорной части деревянными накладками
Наращивание опорной части металлическими накладками
Установка надбалок и подбалок
Установка прутковых протезов
Установка концевых протезов из прокатных профилей
Установка протезов в пролете балки
Установка шпренгелей
Усиление растянутых деревянных элементов конструкций
Усиление опоры стропильных ног подкосами
Усиление низа стропильных ног деревянными накладками или металлическим протезами
Усиление стропил переносом нагрузки со сгнившего мауэрлата на новый
Замена поврежденной части стойки
Замена прогнившего основания стойки
Выправление выпучившейся деревянной стойки
Усиление деформированной стойки
Решение по восстановлению деревянных конструкций принимается после проведения детального инженерно-технического обследования всех строительных конструкций здания или сооружения. В процессе обследования в первую очередь следует выявить дефекты, которые могут вызвать обрушение конструкций, а именно:
Для предотвращения обрушения конструкций, находящихся в аварийном состоянии, обязательна постановка временных подпирающих стоек и балок.
При незначительных биологических повреждениях древесину, сохранившую прочность, следует очистить от грибковых налетов до здоровых слоев и тщательно обработать антисептиками с последующим усилением накладками из досок. Древесину, в значительной степени утратившую свои нормальные физико-механические свойства, необходимо удалить, при этом удаляется не только явно разрушенная древесина, но и прилегающая к ней на расстоянии до 0,5 м здоровая на вид.
Каменные, кирпичные и бетонные поверхности, примыкающие к пораженным участкам древесины (балочные гнезда, кирпичные столбы и т.д.), тщательно очищают от грибковых образований, а затем прокаливают паяльной лампой или обрабатывают маслянистыми антисептиками.
Древесина для усиления несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям первого сорта.
Поскольку размеры и характер усиливаемых элементов очень разнообразен, выбор того или иного способа усиления, а также сечения элементов усиления (профилей, болтов, накладок и т.д.) определяются в проекте на усиление конструкций.
Не пропустите: Усиление железобетонных колонн на участках сопряжения с перекрытиями
Усиливают не только деревянные конструкции, но и берега.В качестве наиболее распространенных вариантов укрепления склонов можно назвать:
Временное усиление
В случае обнаружения аварийного состояния конструкции может возникнуть потребность во временном ее укреплении для предотвращения обрушения. Инструкция по выполнению временного укрепления зависит от типа конструкции.
Чаще всего предпринимают следующие действия:
Схема подпорки стенок
Вот, пожалуй, и все наиболее эффективные способы усиления деревянных конструкций.
Ремонт и усиление строительных конструкций
Способы ремонта и усиления деревянных конструкций показаны на рис. 1—4.
Рис. 1. Способы ремонта балки с загнившим концом:а — деревянным протезом; б — металлическим протезом;1 — балка; 2 — дощатые накладки; 3 — гвозди; 4 — временная подпорка;5 — швеллер; 6 — болты
Рис. 2.
Ремонт опорного узла фермы стальным протезом:1 — протез из швеллеров; 2 — диафрагма; 3 — болты; 4 — верхний пояс;5 — нижний пояс; 6 — стяжной уголок; 7 — опорная стальная плита
Рис. 3. Усиление балки путем превращения ее в шпренгельную:1 — усиливаемая балка; 2 — подпружная цепь; 3 — стойка; 4 — уголки;5 — расчетные болты; 6 — стальная пластина; 7 — обрезок швеллера;8 — обрезок трубы; 9 — гвозди; 10 — накладки из досок; 11 — стяжные болты
Рис. 4. Общее усиление нижнего пояса фермы:1 — нижний пояс; 2 — верхний пояс; 3 — стальные тяжи;4 — хомут для подвески тяжей; 5 — швеллер-траверса
Рис. 5. Утепление существующей кирпичной стены с внутренней стороны с применением деревянного каркаса:1 — кирпичная кладка; 2 — штукатурка; 3 — гидроизоляция только под брусьями каркаса; 4 — каркас; 5 — PAROC UNS 38; 6 — отделка; 7 — пароизоляцияТехнология крепления утеплителя к поверхности стен базируется на использовании полимерных распорных анкеров (рис. 6 и 7) или путем приклеивания синтетическими клеями или пастами (рис. 8 и 9).
Рис. 6. Утепление стены кирпичной кладки с применением для системы плит PAROC FAS-4:1 — PAROC FAS 4; 2 — клей; 3 — отделка; 4 — грунтовка; 5 — деталь крепления каменной ваты; 6 — выравнивающий слой армирования; 7 — сетка арматурная; 8 — кирпичная кладка; 9 — внутренняя штукатурка
Рис. 7. Крепление дюбелями плит FAСADE BATTS и FAСADE SLAB:а — основание: полнотелый кирпич, бетон;б — основание: щелевой кирпич, керамзитобетон;в — основание: пено-, газобетон
Рис. 8. Схема системы утепления Ceresit VWS:1 — внутренняя штукатурка; 2 — наружная стена здания; 3 — раствор Ceresit CT 85 (ок. 6 кг/м2); 4 — пенополистирольные плиты; 5 — раствор Ceresit CT 85 (ок. 3 кг/м2);6 — сетка из стекловолокна (ок. 1,1 кг/м2); 7 — Ceresit CT 85 (ок. 2 кг/м2);8 — грунтовка Ceresit CT 16 (ок. 0,3 л/м2); 9 — декоративная отделка Ceresit
Рис. 9. Схема системы утепления Ceresit WM:1 — внутренняя штукатурка; 2 — наружная стена здания; 3 — раствор Ceresit CT 190 (ок. 6 кг/м2); 4 — плита из минераловатного утеплителя; 5 — раствор Ceresit CT 190 (ок. 3 кг/м2); 6 — сетка из стекловолокна (ок. 1,1 кг/м2); 7 — раствор Ceresit CT 190 (ок. 2 кг/м2); 8 — грунтовка Ceresit CT 16 (ок. 0,3 л/м2);9 — декоративная отделка Ceresit
Рис. 10. Схема расположения слоев системы теплоизоляции:1 — наружная стена; 2 — существующая штукатурка, если она есть; 3 — клеевой состав ROCKmortar; 4 — плита теплоизоляционная FACADE BATTS, FAСADE SLAB или FAСADE LAMELLA; 5 — дюбель фасадный; 6 — клеевой состав ROCKmortar;7 — сетка из стекловолокна ROCKfiber нахлест полотен 10 см; 8 — клеевой состав ROCKmortar; 9 — праймерная грунтовка ROCKprimer; 10 — декоративная штукатурка ROCKdecor Рис. Восстановление защитного слоя бетона колонны:1 — существующая колонна; 2 — раствор на основе материала «Гидротекс»;3 — обработанная поверхность скола Рис. 12. Заделка поверхности трещины в бетоне колонны:
Рис. 13. Восстановление защитного слоя бетона колонныи заделка трещин с оголением арматуры:1 — существующая колонна;2 — существующая арматура; 3 — раствор на основе материала «Гидротекс»;4 — обработанная поверхность скола
Рис. 14. Усиление кирпичной кладки под опорами ферм на колоннах Рис. 15. Заделка поверхностной трещины в бетоне балки:1 — существующая балка; 2 — расчищенная трещина;3 — раствор на основе материала «Гидротекс»
Рис. 18. Восстановление защитного слоя бетона в полке плиты покрытия или перекрытия:1 — существующая плита; 2 — обработанная поверхность плиты;3 — раствор на основе материала «Гидротекс»;
Рис. 19. Восстановление защитного слоя бетона в полке плиты покрытия или перекрытия с оголенной арматурой:1 — существующая плита; 2 — существующая арматура; 3 — обработанная поверхность плиты; 4 — раствор на основе материала «Гидротекс»; 5 — защитный слой «Гидротекс» толщиной 3 мм (только для плиты покрытия)
Рис. 20. Заделка трещины в ребре плиты покрытия:1 — существующая плита; 2 — расчищенная трещина; 3 — раствор на основе материала «Гидротекс»; 4 — защитный слой «Гидротекс» толщиной 3 мм
Рис. 21. Восстановление защитного слоя бетона в ребре плиты покрытия:1 — существующая плита; 2 — обработанная поверхность плиты;
Рис. 22. Способы усиления строительных конструкций
Рис. 23. Схема усиления поврежденных простенков и столбов обоймами:а — стальной; б — железобетонной; в — армированной растворной;1 — f(x) планки 35×5—60×12 мм; 2 — уголки; 3 — стержни диаметром 5—12 мм;4 — стержни диаметром 6—12 мм; 5 — хомуты диаметром 4—10 мм;6 — бетон марки М 150—200; 7 — раствор марки 75—100; 8 — сварка; 9 — кладка
Рис. 24. Схема усиления стен железобетонной обоймой:1 — металлическая сетка; 2 — дополнительные стержни; 3 — хомуты;4 — бетон обоймы; 5 — кладка стены
Рис. 25. Усиление простенков стальными обоймами:а — при ширине простенков b ≤ 1,5d; б — то же при b > 1,5d;1 — уголок; 2 — планка; 3 — полоса; 4 — болт; 5 — перемычка
Рис. 26. Усиление столбов стальными и железобетонными обоймами:а — металлической; б — железобетонной; 1 — кирпичный столб;2 — стальные уголки; 3 — планка; 4 — бетон; 5 — продольная арматура диаметром 6—12 мм;6 — хомуты диаметром 4—10 мм
Рис. 27. Укрепление и разгрузка от массы перекрытий поврежденных простенков стойками:1 — стойка; 2 — подкладка; 3 — клинья; 4 — лежень;5 — перемычка; 6 — балка
Рис. 28. Крепление стен металлическими тяжами в уровне перекрытий:а — внутри здания; б — снаружи здания; в — разрез;г — вариант укладки тяжей в штрабу;1 — тяж; 2 — муфта натяжения; 3 — металлическая подкладка;4 — швеллер № 16—20; 5 — уголок; 6 — цементный раствор марки 100
Рис. 29. Крепление выпучившейся стены металлическими тяжами:1 — стена; 2 — тяж; 3 — натяжная муфта; 4 — траверса из швеллера № 14—16;5 — подкладка
Рис. 30. Усиление угла металлическими балками:1 — металлические балки из швеллера № 16—20; 2 — стяжные болты диаметром 16—20 мм
Рис. 31. Заделка трещин с разборкой старой кладки
Рис. 32. Усиление рядовых и клинчатых перемычек:1 — кладка; 2 — швеллер; 3 — болт; 4 — штукатурка на сетке
Рис. 33. Крепление наружных стен к поперечным стальными связями:1 — продольная стена; 2 — поперечная стена; 3 — перекрытия; 4 — стальной тяж диаметром 20—24 мм; 5 — уголок 75×75 мм; 6 — шайба 75×75×8 мм
Рис. 34. Крепление отклонившейся или выпучившейся стены стальными стяжками (расчалками):1 — стойка диаметром 16—18 см; 2 — поперечина диаметром 16—18 см;3 — проволочные скрутки диаметром 5—6 мм; 4 — расчалка диаметром 16 мм;5 — натяжные муфты
Рис. 35. Крепление стен растяжками:а — крепление с двух сторон;б — крепление с одной стороны с установкой распорок (пунктир);1 — поперечины диаметром 16—18 см; 2 — стяжки диаметром 16 мм;3 — расчалки диаметром 16 мм; 4 — стяжные муфты;5 — столб диаметром 20—25 см; 6 — упор диаметром 20—22 см; 7 — распорки
Рис. 36. Крепление наклонившейся стены к стенам устойчивых зданий или сооружений с помощью распорок:1 — стойка диаметром 16—18 см; 2 — распорка диаметром 18—20 см; 3 —расшивка; 4 — лежень; 5 — поперечина диаметром 16—18 см; 6 — расчалка диаметром 16 мм; 7 — крепление стоек скрутками
Рис. 37. Временные крепления стен: а — обрушение в средней части здания; б — обрушение в угловой части здания;1 — стойка; 2 — клинья; 3 — лежень; 4 — подкладка; 5 — раскосы;6 — трещины; 7 — маяки