Как усилить деревянные балки

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Для того чтобы определить размер балок для вашей идеи нужен расчёт. Для расчёта, нагрузки на перекрытие. Они зависят от того что там наверху. Пока этого нет, можно оценить идею на чисто гипотетической схеме. Предположим что вместо 9и метровых деревянных балок, с двумя опорами, ставим по металлической двутавровой, но без опор. (это не совсем то что вы хотите, но так проще для понимания). Забудем (пока) о нагрузках и опорах - подбираем двутавр по критерию равной жёсткости перекрытия. Бревно 20см на пролёте 3м имеет такую же жёсткость на изгиб что 24 стальной двутавр (весит 27кг/пог.м) на 9 метрах EJ/L*2 (7854/9=21*x/81, x=3366 это 24 двутавр ГОСТ 8239—89)
У вас этих балок 5. Соответственно, если заменять их на две то номером от 33 (вес 42кг/м).
Это предварительная оценка по жёсткости. Расчёт перекрытия по критерию прочности не отменяется.

 

У вас тавр или двутавр? Если тавр, то как вы опирали Т-образную балку в колонны? Какие у вас колонны: дерево, металл? У меня, похоже, единственный выход использовать такой же метод. Спасибо за ответ.

 

Прошу совета. Перекрытие между первым этажом и мансардой. Пролет 6 метров. Балки сосна 100 на 200 мм ребром, разбежка 600 мм. Калькулятор бьет тревогу. Всего 10 балок, половину укрепили прочной поперечной каркасной перегородкой первого этажа, получились пролеты 2 и 4 метра. Нормально. Но 5 балок так и остались на 6-метровом пролете. Выход вижу не очень утешительный: ставить на 4,5 метра длины тавр, опирая его на две точки по краям. Эстетики мало, но что делать. Прошу помочь советом: какой номер тавра нужен, чтобы лишний раз не увеличивать нагрузку на перекрытия первого этажа, и подойдут ли для опоры тавра деревянные бруски? Какого сечения? Буду Вам благодарен за совет.

 

Тавр там как-то не то. Что больше никаких вариантов?

 

посоветуйте. Я не представляю. Вам не нравится именно по эстетике?

 

Сечение балок можно наростить накладками. По науке, надо на таком пролете 22 см высоту и 14 ширину при шаге 60 см. Добавляем доски.

 

Спасибо. При таком варианте, как я понимаю, очень важно, чтобы нарощенные доски работали с балкой, как единое целое. Т. е. просто саморезами их стягивать нельзя. Есть шанс, что я так сделаю, но из-за каких-то нюансов работать такая система не будет? Страшновато...

 

@First2014, Можно и гвоздями, но по-феншую шпильками в шахматном порядке через 30-40 см. Перед тем как сверлить дырки создать домкратом или расклином "строительный подъем" на величину расчетного прогиба. Вставить шпильки затянуть и отпустить домкрат, клин. Доски ставить с учетом дальнейшей усушки и коробления.

 

Здравствуйте! Измерял тут горизонтальность полов второго этажа и обнаружил, что несущие балки перекрытий имеют в середине прогиб почти 2см. Пролёт 5,3м. А каждая балка состоит из трёх брусьев 145х195 (из которого и стены). Ещё когда не было настила и потолка (года три назад) я стянул эти балки посередине пролёта шпилькой М10 с (плюс самодельные шайбы S=6, D=50). Прогиб 2см балки высотой 400мм мне кажется слишком большим. Такое впечатление, что шпилька эта не работает. Или я не понимаю? Нагрузки особой на балки нету: черепной брусок, чёрный пол (дюймовка), межэтажный утеплитель (минвата 100), фанерный (18мм) настил пола второго этажа и потолок из имитации бруса. Никаких аквариумов на 4 тонны там нет . Собственно вопрос: стянуть сильнее и так и оставить? Это нормально? Или мне предстоит суровая борьба? Были всякие мысли: от установки двутавровой балки вместо нижнего бруса до стяжки брусьев стальными пластинами и саморезами (получить общее для брусьев ребро). Но, может, я напрасно дёргаюсь?

 

@First2014, определить требуемое сечение поддерживающей балки (далее матицы) в Вашей расчётной схеме можно например так:
1. воспользовавшись калькулятором расчёта перекрытий, увеличить количество ваших балок (изменив шаг) так, чтобы получить достаточный запас по прогибу, для ваших нагрузок. Нормы можно найти в документах СНИП.
Предположим, в Вашем случае достаточно увеличения количества имеющихся балок N в K раз.
2. находим требуемую жёсткость подкрепления. Для того чтобы обеспечить удвоение (K=2) требуется дополнительная жёсткость G= N* (K-1)*EJ, где E - модуль упругости дерева (балки деревянные Е=110000кг/см2), J - момент инерции сечения деревянных балок (для 10х20 J=6667см4), следовательно G=5*733.37*1000000кгсм2.
3. находим жёсткость матицы. Матица работает на меньшем пролёте. Прогиб балки обратно пропорционален квадрату её длины. Следовательно на пролёте 450 см потребуется меньшее G, а именно Gm=G*450*450/600/600=G*0.5625=5*412.5*1000000.
4. определяем характеристики сечения требуемой жёсткости матицы. Если матица стальная, то её Jm=Gm/Eст=982см4 (Eст=2.1*1000000). Открываем справочник ГОСТ на стальной прокат (например https://www.mc.ru/page.asp/gost/balka двутавр с уклоном полок ГОСТ 8239-89) и находим номер двутавра с характеристикой Jx=1290 (N=18).

Касательно конструкции опор для матицы: Опоры работают на сжатие, следовательно должны не разрушаться от него (предел на сжатие для "авиационной" сосны вдоль волокон 350кг.см2, скалывание от сдвига вдоль волокон 50кг/см2) и не терять устойчивость (для брёвен в пределах одного этажа это нереально). Учитывая особенность материала (сучки, трещины, слоистость) и особенности наргужения (неравномерность опирания) следует обеспечить запас по прочности цифру не назову, т. к. не изучал документы СНИП.
Если взять за предел для строительного бруса 100кг/см2 то сечение 15х15 будет способно выдержать 22.5 тонны сжимающей нагрузки. Думаю этого будет достаточно.

 

Шпильки установленные между балками в середине пролёта не будут передавать сдвиговые нагрузки, потому что перерезывающая сила в этом месте = 0. Другими словами сечение обоих балок в середине будет оставаться перпендикулярным нейтральной оси (нормальным), ещё проще говоря не сдвигаются друг относительно друга (в отличии от сечений по краям). Следовательно шпильки в середине пролёта не работают.
На случай если решите ставить их в других местах (например около опор), имейте в виду, что для того чтобы они давали эффект, они должны держать сдвиг между балками (слоями) которое можно оценить так: Погонная расчётная нагрузка приведенная на балку * половину длины балки = Q (Расчётная Перерезывающая сила). Сила среза на шпильке T= 3/2 * Q * H (шаг между шпильками)/ h (высота сечения балки), Т. е. если Q=250 кг (Ваш вес и вес перекрытия приходящийся на балку на которой Вы стоите), h=40 см, H=250см (одна шпилька на конце), то сила T=2343 кг.
Шпилька M10 погнётся и дерево сомнётся около отверстия в которую её закрутили и, следовательно толку от неё снова не будет.

 

@8k84r, простите, я не совсем понял насчёт сдвига. И почему шпилька будет работать по краям и не будет в центре балки.
Возможно, я неясно изложил. Стянуты 4 вертикальные балки (одна над другой) вертикальной сквозной шпилькой. Получается пролёт балки 5,3м при высоте балки (4 брусьев) около 600мм.
Предположим есть три бруса, расположенные один над другим. А в качестве четвёртого, верхнего, используется стальной швеллер. В центре (2,65м от стен/опор) всё прошито той же шпилькой. Прогнуть стальной швеллер 200 со стенкой 5 довольно трудно. Эта конструкция (как я понимаю умозрительно) должна работать. Тогда почему не будут работать 4 бруса, стянутые шпилькой?
Хм, но на практике они и не работают. Т. е. есть - прогиб 2см. Правда, я пока стягивал просто гаечным ключом, без домкрата. Так сказать - подтянул. Хочу поддомкратить снизу, до отсутствия прогиба и затянуть гайку "чиста канкретна". Или толку не будет? Тогда что? Швеллер не очень хочется, поскольку 5,5 метров такого сечения поднять на второй этаж и уложить - нужен взвод Шварцнеггеров. Да и металл это. Деревянный двутавр? Но его надо снизу, как я понимаю, в качестве нижней балки (разбирать всё дотла придётся). Подпорку -совершенно не хочется.

 

@lpm61, представьте такую конструкцию. Четыре линейки сложили вместе и зажали их в тисках посредине. Сила с которой их концы можно загнуть, например на один сантиметр, будет в четыре раза больше чем та с которой можно согнуть одну из них. Обратите внимание на то, что, результат будет тот же что и в случае если эти линейки были бы в одной плоскости а не одна над другой. И то что они зажаты в тиски посредине не делает их монолитным бруском. Так же и метла, состоящая из сотни прутьев не будет такой же несгибаемой как палка того же сечения что и метла.
Если зажать те же линейки по концам (в двух тисках), то до тех пор пока зажим удерживает их от взаимного сдвига (небольшое усилие), они будут вести себя почти как брусок равный по толщине вместе взятым - почти несгибаемо. Это тот самый эффект которого всем усилителям балок, кто скручивает шпильками соседние бруски, хотелось бы достигнуть.
И неважно при этом стальной швеллер установлен рядом с деревянными или он расположен сверху над всеми брусками - пакетом. При этом в разы увеличивается лишь высота перекрытия, а жёсткость увеличивается только количественно (прямопропорционально количеству линеек).
Для того чтобы они работали "как один" потребуется добиться совместности их деформации, т. е. невозможности их проскальзывания по прилегающим плоскостям, а это не просто.

 

@lpm61, посмотрите (погуглите) устройство балки Деревягина. Она как раз разработана для таких условий.

 

@8k84r, т. е., устранить прогиб балок (двух и более) по-простому невозможно? Я правильно понял?
Т. е., с точки зрения прогиба, у меня не 4 бруса один на другом, а просто один? по проекту должно было быть два клеёных бруса. А застройщик обманул, но ... это уже давно.