При реконструкции зданий с деревянными конструкциями (в основном междуэтажные перекрытия зданий старой застройки и стропильные крыши) часто возникает необходимость усиления отдельных элементов или конструкций 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-влажностной режим (исключение попадания атмосферных и технологических вод, систематическое проветривание и просушка, качественная термо- и пароизоляция) или тщательно обработать древесину антисептиками.

 При необходимости увеличения прочности или жесткость деревянных конструкций их усиление выполняют заменой части разрушенного сечения или участка конструкции, а также увеличением поперечного сечения.

Частичная замена древесины в сечении заключается в вырезании дефектного участка, антисептировании древесины в местах усиления и последующей плотной установке новой древесины (рис.14.1). совместная работа старой и новой древесины в сечении обеспечивается болтовым, гвоздевым, нагельным соединением или приклеиванием.

Рисунок 14.1 – Усиление деревянных элементов частичной заменой древесины в сечении:

1- усиливаемый элемент; 2 - накладки из новой древесины; 3 - болты (гвозди).

Для усиления растянутых и изгибаемых элементов деревянных конструкций 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 опорных частей прогонов и балок опертых на наружные стены и пораженных гниением. Их усиление производят следующим образом (рис. 14.2). После подпирания балки близ опоры пораженный гниением конец отрезают и сжигают. Удаленный конец балки заменяют новым стальным или деревянным, называемый протезом. Металлический протез состоит из отрезков стального швеллера или двух уголков, которые прикрепляются к концу балки двумя болтами, а между металлом и древесиной прикладывается слой гидроизоляции.

Расчет стального протеза производят на изгиб от действия изгибающего момента, который определяют в зависимости от величины опорной реакции балки R и расстояния от оси опоры до первого болта, а из выражения .

Рисунок 14.2 – Усиление опорных частей балок:

1 - балки; 2 - болты; 3 - нижний протез; 4 - верхний протез

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.14.3).

Рисунок 14.3 – 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.14.4). При недостаточной прочности стыка стропил с мауэрлатом устраивают дополнительные накладки или затяжки, воспринимающие горизонтальные усилия (рис.14.5).

Рисунок 14.4 – Усиление деревянных стропил шпренгелем:

1 - усиливаемый элемент; 2 - шпренгель.

Рисунок 14.5 Усиление стыка стропил с мауэрлатом:

а) - с помощью накладок;

б) - устройством затяжки:

1 - стальная накладка; 2 – затяжка.

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.14.6).

Рисунок 14.6 – Увеличение уклона стропил существующей крыши:

1 - существующая стропила; 2 - новая стропила; 3 - дополнительная стойка; 4 - соединительная планка; 5 – болты.

Усиленные деревянные конструкции и элементы усиления должны быть защищены от гниения, воздействия вредителей и грибов, а также от возгорания. При отсутствии опасности увлажнения, наличии систематической просушки и влажности окружающей среды до 25% применяется одноразовое антисептирование (водный раствор, фтористого натрия, кремнефтористого натрия, хлористого цинка и др.), при более сложных условиях эксплуатации - двухразовое. Деревянные элементы, подлежащие сплошной окраске не антисептируются. Защита деревянных элементов от возгорания выполняется огнезащитными составами - антипиренами (бурой, борной кислотой, сульфатом аммония и др.). Дополнительные стальные элементы окрашиваются антикоррозионными составами.