Mit dem Bücherregal habt Ihr eine Linienlast auf dem Balken erzeugt. Dadurch biegt sich der Balken durch. Um einen einzelnen Balken zu ertüchtigen, also für das Bücherregal aurreichend tragfähig zu machen kommen drei grundsätzliche Möglichkeiten in Frage 

Bücherregal für die Arbeiten oben entfernen- Mauerwerk und Balkenqualität insbesonder die Balkenköpfe auf schädigungen prüfen.

1) Ein zusätzlichen Balken  von unten mittels Vollgewindeschrauben auf den Bestandsbalken von der Mitte des Trägers unter 45 Grad einseitig geneigt auf zug beansprucht den neuen Träger mit dem alten Verbinden. Größe des neuen Trägers gleich wählen wie den alten. Die Länge der Vollgewindeschruaben so wählen dass 50% davon im alten und 50% davon im neuen Träger  stecken- neue Auflager links und rechts schaffen indem die bisherigen Auflager um die Größe des neuen Trägers ausgestemmt werden

Mittels Baustützen den neue Balken mit dem alten Balken von unten vor Einbau der Vollgewindeschrauben abstützen.  

2)

Ein U-Stahlprofil seitlich an den Träger mittels Geka dübeln und Bolzen anbringen und auch für das U Profil welches an den Holzbalken seitlich  geschraubt wird  neue Auflager in der Wand  schaffen. Stahlträger auch im Mörtelbett vorsehen. 

3) Die Perfekte Lösung, aber vermutlich auch die aufwendigste:

Gesamte alte Decke von oben bis zur Balkenlage Rückbauen und von oben ein Verbund Holz Beton (VHB-S) System auch häufig HBV System genannt realisieren. 

Vorgehen:

Auf den alten Balken zuerst ein Folie verlegen - davor alte Schüttung auf Niveau der Balkenoberkante bringen- oder neue verlorene Schalung (OSB 22mm oder säugeraue Bretter) quer zu den Balken einbauen. 

Dann durch die Folie die sogenannten Schubverbinder  wieder wie unter 1) einseitig geneigt unter 45 Grad zu Auflager hin einbauen- hierfür die Hersteller der Schubverbinder um eine kostenfreie Vorbemessung bitten. 

Anschließend eine Grundbewehrung aus Stabstahl  8 mm aller 20 cm kreuzweise auf Kunststoffdrunterleisten verlegen. Keine Angst- die Bewehrung hat nur konstruktive Aufgaben- nämlich die Rissbeschränkung des Betons zu sichern.

Dann 6-8 cm Beton C 25/30 G 0-8 F 6 mittels Pumpe einbauen. Während der Betonage jeden Balken mindestens in der Mitte mit Baustützen absprießen. Nach ca 14 Tage und entsprechender Abtrockung Trittschallmatte, Trockenestrichplatten und Fußbodenbelag einbauen. Von der alten Holzbalkendecke ist dann nichts mehr zu spüren. Wenn alles ordentlich umgesetzt wurde, trägt die Decke pro 3 mal mehr Nutzlast wie vorher und ist 10 mal so steif.(trotz das der Beton eingebaut wurde)

Bücherregeal wieder aufstellen - und sich freuen das nix mehr von der alten Holzdecke im Bezug auf die Schwingung zu spüren ist.