RU2120008C1

RU2120008C1 - Method for reinforcing ceiling with wooden beams, reinforced ceiling

Info

Publication number: RU2120008C1
Application number: RU96115532A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Логвинов
Original assignee: Виктор Николаевич Логвинов
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-10-10

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: reinforced ceiling has wooden beams, ceiling structure, reinforcing metal beams and upper structure of ceiling. Metal beams are mounted in intervals between wooden beams. Wooden beam top is located above the bottom of metal beams whose upper face is in the same plane with top of transverse members or below the top of transverse members, and total inside dimensions of remaining part of ceiling, reinforcing metal beams and new top structure of ceiling is selected equalling the thickness of existed ceiling. Rested on lower flanges of metal beams are ends of arched sheet bent upward with sheet generating line locating in parallel to metal beams. Laid on arched sheet, over its entire length is cast-in-situ concrete on which floor is constructed. Suspended from upper generating line of arched sheet by means of sheet tie-rods is wooden beam with ceiling structure. Metal beam is made in the form of bent U-shaped section installed with flange upward and located above wooden beam. Ceiling upper structures rest on horizontally bent ends of U-shaped beam. EFFECT: provision of reinforcement of ceiling structure without increase of its thickness and without its full dismantling. 14 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть применено при ремонте и реконструкции зданий с деревянными перекрытиями без отселения жильцов или пользователей ремонтируемого здания. The invention relates to the field of construction and can be applied in the repair and reconstruction of buildings with wooden floors without resettlement of residents or users of the building being repaired.

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. The closest analogue to the claimed invention, taken as a prototype, is a method of reinforcing a floor with wooden beams, which consists in opening and removing the upper structure of an existing floor, and installing reinforcing metal beams along the entire length of the wooden beams with the subsequent device on the metal beams of a new upper structure (Germany application 3812447 from 1989 MKI E 04 C - 3/18). The reinforced floor structure made according to this method comprises wooden beams, a ceiling structure, metal beams and upper floor structures with transverse elements and a floor. The metal beams are made in the form of a bent profile of a U-shaped section with horizontal bends installed by the shelf upwards above the wooden beam. The disadvantage of the described technical solution is the incomplete release of wooden beams from loads, as well as the need to arrange the floor in logs, which can lead to an increase in the thickness of the floor.

Задача предлагаемого изобретения заключается в том, чтобы обеспечить усиление конструкции деревянного балочного перекрытия без увеличения его толщины. The objective of the invention is to provide a reinforced structure of a wooden beam floor without increasing its thickness.

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. This problem is solved in that after opening the upper structure of the existing floor, metal beams are installed along the entire length of the existing wooden beams. These metal beams are installed in between the wooden beams. At the same time, the lower point of the metal beams is located below the top of the wooden beams with a total dimension "in the light" of the remaining part of the floor, installed reinforcing metal beams and a new upper floor structure equal to the thickness of the existing floor.

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. In the construction of reinforced floors, the upper face of the metal beams is in the same plane with the top of the transverse elements or below the top of the transverse elements, while the total thickness "in the light" of all elements of the reinforced floor is equal to the thickness of the existing floor. Metal beams can be made of a U-shaped section or an I-section, or a T-section with floors below, or a channel section. The lower shelves of metal beams can be supported by the ends of a vaulted sheet curved upward, the generatrix of which is parallel to the metal beams. In this case, monolithic concrete is laid on the vaulted sheet along the entire length, on which the floor is arranged.

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. The transverse elements of the upper floor structure can also be made in the form of prefabricated crossbars or plates resting on the upper part of the metal beams, or on cantilever shelves that are rigidly mounted on the walls of the metal beams. In addition, metal beams can have a box section, on the upper face of which the transverse elements of the upper floor structure, made in the form of a corrugated sheet, are supported. Wooden beams with a ceiling structure can be suspended from the transverse elements of the upper ceiling structure, as well as to the upper generatrix of the vaulted sheet on the other rods. Metal beams can be located on both sides of the wooden beams, while the metal and wooden beams are made coaxially through holes in which the mounting studs are installed.

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. Metal beams can be made in the form of a bent profile of a U-shaped section, installed shelf up over a wooden beam. The ends of the U-shaped bent profile are provided with horizontal bends, on which the ends of the arched sheet curved upwards rest. On the walls of a U-shaped bent profile, petals bent from top to bottom can be stamped with sharp ends facing the side of a wooden beam. Longitudinal grooves can be formed on the lateral faces of wooden beams in the adjoining zone of U-shaped bent profiles. In the walls of the U-shaped bent profile and in wooden beams, coaxial horizontal through holes can be made in which the supporting studs are installed.

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. The invention is illustrated by examples of its implementation. The drawings show: in FIG. 1 is a general view of a reinforced floor over metal beams of a U-shaped and I-section using a monolithic structure along a vaulted sheet; in FIG. 2 - the same, along the beams of the channel and T-section; in FIG. 3 - the same, using prefabricated crossbars or plates; in FIG. 4 - the same, with the installation of cantilever shelves on the walls of metal beams; in FIG. 5 - a box-shaped metal beam and a supporting corrugated steel sheet resting on it; in FIG. 6 is a view along arrow A in FIG. 5; in FIG. 7 is a general view of a reinforced ceiling with a U-shaped metal beam mounted above a wooden beam; in FIG. 8 - a node for attaching a wooden beam to the walls of a metal beam of a channel section; in FIG. 9 - a unit for fixing a wooden beam with the edges of a metal beam of a U-shaped profile installed above it; in FIG. 10 - node fixation of a wooden beam stamped in the walls of a metal U-shaped beam with petals; in FIG. 11 is a node for attaching a wooden beam to a U-shaped metal beam.

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. When implementing this method of reinforcing a wooden floor, first open and remove the upper floor structures (floor, logs, backfill, etc. - not shown in the drawings) of the existing floor. Then, metal beams 3 are installed in the nests 2 made in the bearing walls 1. These beams are mounted along the existing wooden beams 4 along their entire length. Metal beams can be made of rolled and bent profiles and have a U-shaped 23, I-beam 5, channel 6, T-section 7; they can have the form of a box-section of welded corners 8. In these cases, the metal beams are mounted in the spaces between the wooden beams 4 so that the lower point 9 of the metal beam is located below the top 10 of the wooden beams, and the total dimension “in the light” of the remaining part of the floor "a", including a crank beam 11, ceiling floor 12, ceiling plaster 13 and a wooden beam, the gap "b" between the top 10 of the wooden beam 4 and the top 13 of the metal beam 3 and the thickness "c" of the new upper ceiling structure is equal to the thickness "h "su estvovavshego overlap: a + b + c = h. This condition avoids the need for alterations of doorways and doors, and in some cases relocation of communications inside the building.

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. In the described options for reinforcing the overlap, its new upper structure can have different transverse elements: the ends of the vaulted sheet 15 curved upward, the generatrix of which is parallel to the metal beams, rest on the vaulted sheet along the entire length of the monolithic concrete 16, which is arranged floor 17. The vaulted sheet can be made of metal, plywood or plastic. It plays the role of the formwork left: the transverse elements of the upper floor structure can also be made of prefabricated elements - girders 18, plates 19 or of steel corrugated profile 20, supported through metal beams 3 through corners 21. Floor 17 is laid on girders, plates, profiles. In the case of metal beams made of rolled T-sections for supporting the supporting elements 18, 19, 20 of a new upper ceiling structure at the desired level, cantilever shelves 21 can be attached to the walls of the beam.

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. In all the cases described, the load from the new upper floor structures and from the metal beams is not transferred to the wooden beams, and the wooden beams with the ceiling turn into self-supporting structures.

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. The installation of metal beams is possible not only between the wooden beams 4, but also above them. In this case, the metal beams have a U-shaped profile 23 with horizontally bent ends 24. Monolithic floors 16 or elements 18, 19, 20 of a new upper floor structure can be supported on these ends, subject to the above-described conditions for maintaining the thickness of the floor. In this case, the nest 2 under the U-shaped beam is formed around the end of the wooden beam 4 (not shown in the drawings), but with the condition that the metal U-shaped beam 23 with a new upper ceiling structure does not touch the wooden beam 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. The proposed design solutions allow you to transfer part of the load from the wooden beams 4 to the metal beams 3. For this, the metal beams 6 are located on both sides of the wooden beams 4, and in the metal and wooden beams, coaxial through holes 25 are made in which the supporting studs 26 are installed. Similarly the installation of studs 26 in the case of using a U-shaped metal beam 23. it is also possible to suspend wooden beams 4 to the supporting structures 16, 18, 19, 20, a new upper ceiling structure on steel x rods 32, through the missed wooden beams 4 and the bearing structures.

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. When using U-shaped beams 23 from bent profiles and vaulted sheet 15 with cast concrete 16 laid on it, the wooden beams 4 can be partially unloaded due to the fact that they are squeezed from the sides by the spacer force arising in the vaulted sheet 15 when it is loaded with concrete 16. To enhance this effect, longitudinal grooves 28 are formed in the lateral faces 27 of the wooden beams 4 in the adjoining zone of the U-shaped bent profiles 23. Another option is the stamping in the walls 29 of the U-shaped bent profile of the petals 30 with sharp ntsami 31, bent towards the wooden beams; when loading the vaulted sheet 15 with concrete 16, the load is transferred to the walls 29 of the U-shaped beam, and these walls bend towards the wooden beam and the ends 31 of the petals 30 cut into the wooden beam.

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. The technical solutions described allow you to: strengthen wooden floors without resorting to their complete dismantling, which is especially important when reconstructing old buildings with valuable stucco molding on the ceiling; carry out work without the complete resettlement of residents or users of buildings; keep the thickness of the floor, which, in turn, saves the size of the doors and other things; unload the wooden beams of the existing floor; to simplify and accelerate the overhaul and reconstruction of buildings with wooden floors.

Claims

1. The method of strengthening the floor with wooden beams, which consists in opening and removing the upper structure of the existing floor and installing along the entire length of the wooden beams, reinforcing metal beams with the subsequent device on the metal beams of the new upper structure, characterized in that the metal beams are installed in the spaces between the wooden beams, and the lower point of the metal beams is located below the top of the wooden beams with a total dimension "in the light" of the remaining part of the floor, set reinforcing metal beams and a new upper floor structure equal to the thickness of the existing floor.

2. A reinforced floor containing wooden beams and a ceiling structure of an existing floor, metal beams and upper floor structures with transverse elements and a floor, characterized in that the metal beams are mounted in the spaces between the wooden beams, the top of the wooden beams being located above the bottom of the metal beams, the upper the face of which is in the same plane with the top of the transverse elements or below the top of the transverse elements, while the total thickness "in the light" of all elements is strengthened overlap of existing overlap equal to the thickness.

3. The ceiling according to claim 2, characterized in that the metal beams are made in the form of profiles of a U-shaped section, or an I-section, or a T-section with shelves below, or a channel section.

4. Overlapping according to claim 3, characterized in that the ends of the vaulted sheet curved upward, the generatrix of which is parallel to the metal beams, are supported on the lower shelves of the metal beams, and the monolithic concrete on which the floor is laid is laid on the vaulted sheet along its entire length.

5. The ceiling according to claim 4, characterized in that a wooden beam with a ceiling structure is suspended from the upper generatrix of the vaulted sheet on steel rods.

6. Overlap according to claim 2, characterized in that the transverse elements of the upper floor structure are made in the form of prefabricated crossbars or plates resting on the upper part of metal beams made in the form of profiles of a U-shaped section, or an I-section, or a channel section.

7. The ceiling according to claim 3, characterized in that cantilevered shelves on which the prefabricated crossbars or plates are supported are rigidly mounted on the walls of the metal beams.

8. The ceiling according to claim 2, characterized in that the metal beams have a box-shaped cross-section, on the upper face of which the transverse elements of the upper ceiling structure are made, made in the form of a corrugated sheet.

9. The ceiling according to claim 2, characterized in that wooden beams with a ceiling structure are suspended from the transverse elements of the upper ceiling structure on steel rods.

10. The overlap according to claim 2, characterized in that the metal beams are located on both sides of the wooden beams, and in the metal and wooden beams made coaxial through holes in which the mounting studs are installed.

11. A reinforced ceiling containing wooden beams and a ceiling structure of an existing ceiling, metal beams in the form of a bent U-shaped section with horizontal bends installed upside down over wooden beams, and a floor characterized in that it has horizontal bends of a U-shaped bent profile the ends of the vaulted sheet curved upward, the generatrix of which is parallel to the metal beams, the monolithic concrete on which the floor is arranged, is laid on the vaulted sheet along its entire length, total thickness "in clear" of all elements equal to the thickness fortified overlap existed overlap.

12. Overlap according to claim 11, characterized in that the petals are bent from top to bottom with sharp ends facing a wooden beam, stamped on the walls of a U-shaped bent profile.

13. The overlap according to claim 11, characterized in that longitudinal grooves are formed on the lateral faces of the wooden beams in the adjoining zone of the U-shaped bent profiles.

14. The overlap according to claim 11, characterized in that in the walls of the U-shaped bent profile and in the wooden beams made coaxial horizontal through holes in which the mounting studs are installed.