СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ПЕРЕКРЫТИЯ С ДЕРЕВЯННЫМИ БАЛКАМИ И УКРЕПЛЕННОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ Российский патент 1998 года по МПК E04G23/02 E04B5/12 

Изобретение относится к области строительства и может быть применено при ремонте и реконструкции зданий с деревянными перекрытиями без отселения жильцов или пользователей ремонтируемого здания.

Наиболее близким аналогом заявленному изобретению, принимаемым за прототип, является способ укрепления перекрытия с деревянными балками, заключающийся в вскрытии и удалении верхней конструкции существующего перекрытия, и установке по всей длине деревянных балок усиливающих металлических балок с последующим устройством на металлических балках новой верхней конструкции (ФРГ заявка 3812447 от 1989 г. МКИ E 04 C - 3/18). Выполненная по этому способу конструкция укрепленного перекрытия содержит деревянные балки, потолочную конструкцию, металлические балки и верхние конструкции перекрытия с поперечными элементами и полом. Металлические балки выполнены в виде гнутого профиля U-образного сечения с горизонтальными отгибами, установленными полкой вверх над деревянной балкой. Недостатком описанного технического решения является неполное освобождение деревянных балок от нагрузок, а также необходимость устраивать пол по лагам, что может привести к увеличению толщины перекрытия.

Задача предлагаемого изобретения заключается в том, чтобы обеспечить усиление конструкции деревянного балочного перекрытия без увеличения его толщины.

Эта задача решается тем, что после вскрытия верхней конструкции существующего перекрытия по всей длине существующих деревянных балок устанавливают металлические балки. Эти металлические балки устанавливают в промежутках между деревянными балками. При этом нижнюю точку металлических балок располагают ниже верха деревянных балок с суммарным габаритом "в свету" оставшейся части перекрытия, установленных усиливающих металлических балок и новой верхней конструкции перекрытия, равным толщине существовавшего перекрытия.

В конструкции укрепленного перекрытия верхняя грань металлических балок находится в одной плоскости с верхом поперечных элементов или ниже верха поперечных элементов, при этом суммарная толщина "в свету" всех элементов укрепленного перекрытия равна толщине существовавшего перекрытия. Металлические балки могут быть выполнены U-образного сечения или двутаврового сечения, или таврового сечения с полаами внизу, или швеллерного сечения. На нижние полки металлических балок могут опираться концы выгнутого кверху сводчатого листа, образующая которого расположена параллельно металлическим балкам. В этом случае на сводчатом листе уложен по всей длине монолитный бетон, на котором устроен пол.

Поперечные элементы верхней конструкции перекрытия могут быть выполнены также в виде сборных ригелей или плит, опирающихся на верхнюю часть металлических балок, или на консольные полочки, которые жестко смонтированы на стенках металлических балок. Кроме того, металлические балки могут иметь коробчатое сечение, на верхнюю грань которого опираются поперечные элементы верхней конструкции перекрытия, выполненные в виде гофрированного листа. К поперечным элементам верхней конструкции перекрытия, а также к верхней образующей сводчатого листа на остальных тягах могут быть подвешены деревянные балки с потолочной конструкцией. Металлические балки могут располагаться по обе стороны от деревянных балок, при этом в металлических и деревянных балках выполнены соосно сквозные отверстия, в которых установлены несущие шпильки.

Металлические балки могут быть выполнены в виде гнутого профиля U-образного сечения, установленного полкой вверх над деревянной балкой. Концы U-образного гнутого профиля снабжены горизонтальными отгибами, на которые опираются концы выгнутого кверху сводчатого листа. На стенках U-образного гнутого профиля могут быть выштампованы отогнутые сверху вниз лепестки с острыми концами, обращенными в сторону деревянной балки. На боковых гранях деревянных балок в зоне примыкания к ним U-образных гнутых профилей могут быть образованы продольные канавки. В стенках U-образного гнутого профиля и в деревянных балках могут быть выполнены соосные горизонтальные сквозные отверстия, в которые установлены несущие шпильки.

Изобретение поясняется примерами его осуществления. На чертежах изображено: на фиг. 1 - общий вид укрепленного перекрытия по металлическим балкам U-образного и двутаврового сечения с использованием монолитной конструкции по сводчатому листу; на фиг. 2 - то же, по балкам швеллерного и таврового сечения; на фиг. 3 - то же, с использованием сборных ригелей или плит; на фиг. 4 - то же, с установкой консольных полочек на стенках металлических балок; на фиг. 5 - металлическая балка коробчатого сечения и опирающийся на нее несущий гофрированный стальной лист; на фиг. 6 - вид по стрелке А на фиг. 5; на фиг. 7 - общий вид укрепленного перекрытия с U-образной металлической балкой, установленной над деревянной балкой; на фиг. 8 - узел крепления деревянной балки к стенкам металлической балки швеллерного сечения; на фиг. 9 - узел фиксации деревянной балки краями установленной над ней металлической балки U-образного профиля; на фиг. 10 - узел фиксации деревянной балки выштампованными в стенках металлической U-образного балки лепестками; на фиг. 11 - узел крепления деревянной балки к U-образной металлической балке.

При осуществлении данного способа укрепления деревянного перекрытия вначале вскрывают и удаляют верхние конструкции перекрытия (пол, лаги, засыпку и проч. - на чертежах не показаны) существующего перекрытия. Затем в выполненные в несущих 1 стенах гнезда 2 устанавливают металлические балки 3. Эти балки монтируют вдоль существующих деревянных балок 4 по всей их длине. Металлические балки могут быть выполнены из прокатного и гнутого профиля и имеют U-образное 23, двутавровое 5, швеллерное 6, тавровое 7 сечение; они могут иметь вид коробчатого сечения из сваренных уголков 8. В этих случаях металлические балки монтируются в промежутках между деревянными балками 4 с таким расчетом, что нижняя точка 9 металлической балки располагается ниже верха 10 деревянных балок, а суммарный габарит "в свету" оставшейся части перекрытия "а", включающий черепной брус 11, настил потолка 12, штукатурку потолка 13 и деревянную балку, зазор "b" между верхом 10 деревянной балки 4 и верхом 13 металлической балки 3 и толщину "c" новой верхней конструкции перекрытия, равен толщине "h" существовавшего перекрытия: a + b + c = h. Это условие позволяет избежать необходимости переделки дверных проемов и дверей, а в ряде случаев перекладки коммуникаций внутри здания.

В описанных вариантах усиления перекрытия новая верхняя его конструкция может иметь различное выполнение поперечных элементов: на нижние полки 14 металлических балок опираются концы выгнутого кверху сводчатого листа 15, образующая которого расположена параллельно металлическим балкам, причем на сводчатом листе уложен по всей длине монолитный бетон 16, на котором устроен пол 17. Сводчатый лист может быть выполнен из металла, фанеры или пластика. Он выполняет роль оставляемой опалубки: поперечные элементы верхней конструкции перекрытия могут быть выполнены также из сборных элементов - ригелей 18, плит 19 или из стального гофрированного профиля 20, опирающегося через уголки 21 на металлические балки 3. На ригели, плиты, профили укладывается пол 17. В случае выполнения металлических балок из проката таврового сечения для опоры несущих элементов 18, 19, 20 новой верхней конструкции перекрытия на нужном уровне к стенкам балки могут быть прикреплены консольные полочки 21.

Во всех описанных случаях нагрузка от новых верхних конструкций перекрытия и от металлических балок на деревянные балки не передается, и деревянные балки с потолком превращаются в самонесущие конструкции.

Установка металлических балок возможна не только между деревянными балками 4, но и над ними. В этом случае металлические балки имеют U-образный профиль 23 с горизонтально отогнутыми концами 24. На эти концы могут опираться монолитные перекрытия 16 или элементы 18, 19, 20 новой верхней конструкции перекрытия с соблюдением вышеописанного условия сохранения толщины перекрытия. В этом случае гнездо 2 под U-образную балку образуют вокруг конца деревянной балки 4 (на чертежах не показано), но с таким условием, что металлическая U-образная балка 23 с новой верхней конструкцией перекрытия не касаются деревянной балки 4.

Предложенные конструктивные решения позволяют передавать часть нагрузки от деревянных балок 4 на металлические балки 3. Для этого металлические балки 6 располагают по обе стороны от деревянных балок 4, причем в металлических и деревянных балках выполняют соосные сквозные отверстия 25, в которых установлены несущие шпильки 26. Аналогично решена установка шпилек 26 в случае применения U-образной металлической балки 23. Возможно также подвешивание деревянных балок 4 к несущим конструкциям 16, 18, 19, 20, новой верхней конструкции перекрытия на стальных тягах 32, пропущенных сквозь деревянные балки 4 и эти несущие конструкции.

В случае применения U-образных балок 23 из гнутых профилей и сводчатого листа 15 с уложенным на него монолитным бетоном 16 деревянные балки 4 могут быть частично разгружены за счет того, что они обжимаются с боков распорным усилием, возникающим в сводчатом листе 15 при его нагружении бетоном 16. Для усиления этого эффекта в боковых гранях 27 деревянных балок 4 в зоне примыкания к ним U-образных гнутых профилей 23 образованы продольные канавки 28. Другим вариантом является выштамповывание в стенках 29 U-образного гнутого профиля лепестков 30 с острыми концами 31, отогнутыми в сторону деревянной балки; при нагружении сводчатого листа 15 бетоном 16 нагрузка передается на стенки 29 U-образной балки, а эти стенки изгибаются в сторону деревянной балки и концы 31 лепестков 30 врезаются в деревянную балку.

Описанные технические решения позволяют: укреплять деревянные перекрытия, не прибегая к их полному демонтажу, что особенно важно при реконструкции старинных зданий с ценной лепниной потолка; вести работы без полного отселения жильцов или пользователей зданий; сохранить толщину перекрытия, что, в свою очередь, сохраняет размеры дверей и прочего; разгрузить деревянные балки существующего перекрытия; упростить и ускорить капитальный ремонт и реконструкцию зданий с деревянными перекрытиями.

Укрепленное перекрытие содержит деревянные балки, потолочную конструкцию, усиливающие металлические балки и верхнюю конструкцию перекрытия. Металлические балки смонтированы в промежутках между деревянными балками. Верх деревянных балок расположен выше низа металлических балок, верхняя грань которых находится в одной плоскости с верхом поперечных элементов или ниже верха поперечных элементов, а суммарный габарит ''в свету'' оставшейся части перекрытия, усиливающих металлических балок и новой верхней конструкции перекрытия выбирают равным толщине существовавшего перекрытия. На нижние полки металлических балок опираются концы выгнутого кверху сводчатого листа, образующая которого расположена параллельно металлическим балкам. На сводчатом листе уложен по всей его длине монолитный бетон, на котором устроен пол. К верхней образующей сводчатого листа на стальных тягах подвешена деревянная балка с потолочной конструкцией. Металлическая балка выполнена в виде гнутого U - образного профиля, установленного полкой вверх и расположенного над деревянной балкой. На горизонтально отогнутые концы U - образной балки оперты верхние конструкции перекрытия. Изобретение позволяет усиливать конструкцию перекрытия без увеличения его толщины и без полного демонтажа. 3 с. и 11 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. Способ укрепления перекрытия с деревянными балками, заключающийся во вскрытии и удалении верхней конструкции существовавшего перекрытия и установке по всей длине деревянных балок, усиливающих металлических балок с последующим устройством на металлических балках новой верхней конструкции, отличающийся тем, что металлические балки устанавливают в промежутках между деревянными балками, причем нижнюю точку металлических балок располагают ниже верха деревянных балок с суммарным габаритом "в свету" оставшейся части перекрытия, установленных усиливающих металлических балок и новой верхней конструкции перекрытия, равным толщине существовавшего перекрытия. 2. Укрепленное перекрытие, содержащее деревянные балки и потолочную конструкцию существовавшего перекрытия, металлические балки и верхние конструкции перекрытия с поперечными элементами и полом, отличающееся тем, что металлические балки смонтированы в промежутках между деревянными балками, причем верх деревянных балок расположен выше низа металлических балок, верхняя грань которых находится в одной плоскости с верхом поперечных элементов или ниже верха поперечных элементов, при этом суммарная толщина "в свету" всех элементов укрепленного перекрытия равна толщине существовавшего перекрытия. 3. Перекрытие по п. 2, отличающееся тем, что металлические балки выполнены в виде профилей U-образного сечения, или двутаврового сечения, или таврового сечения с полками внизу, или швеллерного сечения. 4. Перекрытие по п. 3, отличающееся тем, что на нижние полки металлических балок опираются концы выгнутого кверху сводчатого листа, образующая которого расположена параллельно металлическим балкам, причем на сводчатом листе уложен по всей его длине монолитный бетон, на котором устроен пол. 5. Перекрытие по п. 4, отличающееся тем, что к верхней образующей сводчатого листа на стальных тягах подвешена деревянная балка с потолочной конструкцией. 6. Перекрытие по п. 2, отличающееся тем, что поперечные элементы верхней конструкции перекрытия выполнены в виде сборных ригелей или плит, опирающихся на верхнюю часть металлических балок, выполненных в виде профилей U-образного сечения, или двутаврового сечения, или швеллерного сечения. 7. Перекрытие по п. 3, отличающееся тем, что на стенках металлических балок жестко смонтированы консольные полочки, на которые опираются сборные ригели или плиты. 8. Перекрытие по п. 2, отличающееся тем, что металлические балки имеют коробчатое сечение, на верхнюю грань которого опираются поперечные элементы верхней конструкции перекрытия, выполненные в виде гофрированного листа. 9. Перекрытие по п. 2, отличающееся тем, что к поперечным элементам верхней конструкции перекрытия на стальных тягах подвешены деревянные балки с потолочной конструкцией. 10. Перекрытие по п. 2, отличающееся тем, что металлические балки расположены по обе стороны от деревянных балок, причем в металлических и деревянных балках выполнены соосные сквозные отверстия, в которых установлены несущие шпильки. 11. Укрепленное перекрытие, содержащее деревянные балки и потолочную конструкцию существовавшего перекрытия, металлические балки в виде гнутого профиля U-образного сечения с горизонтальными отгибами, установленные полкой вверх над деревянными балками, и пол, отличающееся тем, что на горизонтальные отгибы U-образного гнутого профиля оперты концы выгнутого кверху сводчатого листа, образующая которого расположена параллельно металлическим балкам, причем на сводчатом листе уложен по всей его длине монолитный бетон, на котором устроен пол, а суммарная толщина "в свету" всех элементов укрепленного перекрытия равна толщине существовавшего перекрытия. 12. Перекрытие по п. 11, отличающееся тем, что на стенках U-образного гнутого профиля выштампованы отогнутые сверху вниз лепестки с острыми концами, обращенными в сторону деревянной балки. 13. Перекрытие по п. 11, отличающееся тем, что на боковых гранях деревянных балок в зоне примыкания к ним U-образных гнутых профилей образованы продольные канавки. 14. Перекрытие по п. 11, отличающееся тем, что в стенках U-образного гнутого профиля и в деревянных балках выполнены соосные горизонтальные сквозные отверстия, в которых установлены несущие шпильки.