Тюменский индустриальный

ФИЛИСЮК В. Г., КОРОТКОВА Д. И.
 
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ ДЕРЕВО-ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ 
БАЛОК 
Филисюк В. Г., канд. физ.-мат. наук, доцент, доцент кафедры 
«Строительные конструкции», [e-mail]
 
Короткова Д. И., магистрант, [e-mail]
 
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет 
Аннотация: 
В данной статье рассмотрено применение в строительстве композитных 
дерево-железобетонных балок составного сечения при реконструкции и усилении 
деревянных перекрытий существующих зданий и сооружений. 
Ключевые слова:
композитные дерево-железобетонные балки составного сечения, 
реконструкция и усиление деревянных перекрытий
 
В современную строительную отрасль приходят новые технологии, 
изучаются и анализируются свойства различных строительных 
материалов, преимущества и недостатки их применения в той или иной 
конструкции. Целью таких исследований является желание извлечь 
максимум выгоды из работы каждого материала, а недостатки его 
использования свести к минимуму. 
Именно поэтому не редко осуществляются идеи на основе 
комбинирования различных строительных материалов в одной 
конструкции для рационального использования каждого из них. 
Рассмотрим применение таких подходов при реконструкции деревянных 
перекрытий в существующих зданиях и сооружениях. 
Срок службы перекрытий из дерева во многом зависит от обработки 
материала, условий эксплуатации (воздействие влаги, температура, 
агрессивная среда, различные биологические факторы и т.п.), нагрузок и 
времени их воздействия на конструкцию. 
В связи с этим несущая способность конструкций перекрытия 
уменьшается (возникают остаточные деформации, искривления формы 
поперечного сечения балок).
177 

---

Помимо выше перечисленных факторов, усиление может 
потребоваться по причине увеличения полезной нагрузки на перекрытие в 
связи с изменением функционального назначения здания или сооружения. 
В настоящее время чаще всего при реконструкции деревянных 
перекрытий в зданиях и сооружениях используются несколько основных 
способов усиления конструкции: замена деревянных балок; увеличение их 
количества; усиление существующих. Применение первых двух способов 
требует демонтажа основных несущих и ограждающих конструкций, они 
являются достаточно затруднительными с точки зрения технологии 
производства работ. 
Выбор одного или нескольких способов зависит во многом от 
состояния конструкции, степени повреждения пороками древесины и 
целей, для которых производится реконструкция. Однако существуют и 
другие, достаточно редко применяемые методы. 
Одним из них является устройство комбинированного перекрытия 
путем создания монолитной железобетонной плиты опираемой на 
существующие деревянные балки, создание прочного соединения 
элементов разнородных материалов и обеспечение их совместной работы. 
Применение такой технологии позволяет сформировать диск перекрытия, 
увеличится жесткость конструкции, уменьшится деформативность и 
зыбкость перекрытия в целом.
Этот метод не требует демонтажа основных ограждающих и 
несущих конструкций существующего здания или сооружения, является 
достаточно эффективным для применения в стесненных (внешних и 
внутренних) условиях. Основные работы по усилению конструкций 
перекрытия данным способом выполняются вручную и с использованием 
средств малой механизации. 
В нормативной литературе [1] такой вид балок (перекрытий) 
относится к балкам композитного сечения. Балки композитного сечения 
включают деревянные ребра с наклонно вклеенными анкерами и 
монолитную железобетонную плиту (рис. 1). 
178 

---

Рис. 1. Балка композитного сечения: а) - общий вид; б) - поперечное сечение; в) - 
геометрические характеристики поперечного сечения; г) - опорная зона балки 
Высота деревянного ребра принимается равной: 
•
(l/15-l/25) - 
для разрезных балок; 
•
(l/20-l/30) - 
для неразрезных балок, где l - пролет балок. 
Толщина железобетонной плиты принимается равной 80-150 мм. 
Угол наклона вклеенных анкеров α = 30°-45°. 
Расстояния между осями вклеенных анкеров вдоль волокон (риc. 1) 
следует принимать не менее: 
•
S
1 
= 14d 
при α = 30°; 
•
S
1 
= 10d - 
при α = 45°, где d – диаметр анкера. 
Расстояние от оси анкера до торца по направлению волокон следует 
принимать не менее 5d. 
Расстояния в направлении поперек волокон следует принимать: 
•
S
2
≥ 3d - между осями анкеров; 
•
S
3
≥ 2d, но не менее 30 мм - от оси анкера до кромки. 
В сравнении с железобетонными перекрытиями [2], где бетон в 
растянутой зоне обладает низкой трещиностойкостью и прочностью, такое 
сечение, где в растянутой зоне находится клееная древесина, 
сопротивление растягивающим напряжениям которой выше, а в сжатой – 
железобетон, характеризующийся высокими значениями прочности на 
сжатие, делает конструкцию прочнее, уменьшается расход материала, 
масса перекрытия. 
Прочностные и деформативные характеристики балок композитного 
сечения зависят во многом от качества соединения разнородных 
материалов, его податливости [3]. В нормативной литературе [1] в качестве 
соединения предлагается использование вклееных анкеров. На практике 
осуществляются различные способы с применением материалов на 
полимерной основе для формирования равнопрочного соединения [4], 
179 

---

которое позволит в полной мере использовать несущую способность 
конструкции. 
До актуализации действующей нормативной литературы такое 
композитное сечение не рассматривалось, отсутствовали нормы по расчету 
данного типа конструкции, что свидетельствует о ее новизне и 
актуальности. 
Вывод: применение данного композитного сечения при 
реконструкции существующих зданий и сооружений имеет ряд 
преимуществ: 
•
Перекрытия обладают меньшей деформативностью и зыбкостью 
по сравнению с деревянными, уменьшается высота сечения балок; 
•
Композитное сечение с железобетонной плитой в сравнении с 
деревянным перекрытием является более устойчивым к воздействию на 
него специальных технологических и вибрационных нагрузок [5]; 
•
Сформированный диск перекрытия композитного сечения 
увеличивает жесткость конструкции здания, сооружения в целом; 
•
С технологической точки зрения усиление перекрытия данным 
методом является достаточно эффективным для применения в стесненных 
условиях монтажа, не требует высокой степени механизации процессов 
производства работ. 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1. 
Деревянные конструкции: СП 64.13330.2017: утв. М-вом 
строительства и жилищно-коммунального хозяйства Рос. Федерации 
27.02.1
7 : ввод. в действие с 28.08.17. - Москва : ЦНИИСК им В.А. 
Кучеренко. – 97 с. 
2. 
Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения: 
СП 63.13330.2012: утв. М-вом строительства и жилищно-коммунального 
хозяйства Рос. Федерации 29.12.11 : ввод. в действие с 01.01.13. - Москва : 
НИИЖБ им. А.А.Гвоздева. – 163 с. 
3. 
Пат. 2172372 Российская Федерация, МПК E01D22/00 E01D19/00 
E04C3/10. Балка / Накашидзе Б. В.; патентообладатель Федеральное 
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 
профессионального 
образования 
«Воронежский 
государственный 
архитектурно-строительный университет» (ВГАСУ) - № 2172372; заявл. 
21.02.2000; опубл. 20.08.2001, Бюл. № 24. 
4. 
Накашидзе Б. В. Составные дерево-полимер-бетонные несущие 
конструкции в строительстве и на транспорте / Накашидзе Б. В. // 
Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. 
Практика: материалы региональной 59-й науч.-технич. конф. – Самара, 
2002. – 
С. 11-15. 
180 

---

5. 
Нагрузки и воздействия: СП 20.13330.2016: утв. М-вом 
строительства и жилищно-коммунального хозяйства Рос. Федерации 
03.12.16 : ввод. в действие с 04.06.17. - Москва : ЦНИИСК им В.А. 
Кучеренко. – 80 с. 
УДК 624.042.7