Усиление ребристых плит Перекрытие
795792.ru

Строительный портал

Усиление ребристых плит Перекрытие

Усиление ребристых плит перекрытия

В общем процентном соотношении немалой разновидности перекрытий, используемых на сегодняшний день в строительстве, преобладают конструкции из ребристых плит. И в этом для специалистов ничего удивительного. Именно ребристые перекрытия «умеют», как никакие другие, максимально равномерно распределять нагрузку от других элементов здания, какими бы тяжеловесными они не были.

Конструктивные особенности ребристых плит

Ребристое перекрытие представляет собой цельную плиту и ряд продольных элементов, выполняющих функцию балок. Эти фрагменты работают на изгиб. Если нагрузка на конструкцию слишком велика, к ней могут добавляться поперечные рёбра.

Другая характерная особенность ребристых плит в том, что удалённый из зоны растяжения бетон максимально концентрируется в зоне сжатия. Всё это вкупе со специальным армированием и ребристой поверхностью позволяют экономить непосредственно бетон. При этом без изменения прочности плиты уменьшается её толщина.

Сфера применения ребристых перекрытий:

  • объекты промышленного назначения;
  • чердаки и мансарды больших по площади комплексов, например, крупных торговых центров.

Использование ребристых перекрытий в жилом фонде ограничено – их нижняя поверхность требует обшивки, что не всегда оправдывает трудозатраты при строительных работах.

Несмотря на свою завидную износостойкость, ребристые перекрытия, как и любые другие архитектурные конструкции, в силу ряда причин (от естественного износа до неблагоприятных погодных воздействий и дополнительных нагрузок после перепланировок) теряют свою проектную прочность. И тогда специалисты прибегают к их усилению.

Усиление ребристых плит армированием

Этот метод на сегодняшний день – самый распространённый. Главная особенность армирования ребристой плиты в том, что оно выполняется при помощи так называемого пространственного шпренгеля. Для изготовления этой конструкции применяется прочная сталь. «На выходе» получается усиливающий элемент, состоящий из верхнего и нижнего поясов и специальной стойки между ними.

Шпренгельная рубашка образует на поверхности ребристых плит своеобразные пересекающиеся полости с полноценными функциями рёбер жесткости, собственно, благодаря чему перекрытие и усиливается.

Стоит отметить, что отдельные фрагменты усиливающей обрешетки свариваются между собой и устанавливаются на перекрытия только после того как конструкция подвергнется жёсткой проверке на прочность.

Укрепление ребристых перекрытий при помощи опор

Иногда для полноценного укрепления плит стандартной процедуры армирования бывает недостаточно. В таких случаях специалисты рекомендуют монтировать дополнительные опоры.

Конструктивно, это – часто используемые при различного рода усилениях металлические фермы с треугольным сечением. Опоры необходимо надежно прикрепить к несущим элементам. При таком «раскладе» они берут на себя функцию строенных балок, частично снимающих нагрузку с перекрытий.

Усиление ребристых плит методом наращивания

Этот способ используется в том случае, когда вам необходимо существенно увеличить несущую способность и прочность перекрытий. Для этого нужно провести утолщение плиты дополнительным слоем бетона.

Этот вид усиления предполагает некоторые подготовительные работы. Так, для улучшения адгезии перекрытия и нового бетонного раствора требуется предварительно очистить его поверхность от любых загрязнений.

Далее на поверхность плиты укладывают армированную обрешётку – для максимального удобства работ по приданию усиливающему бетонному слою требуемой жёсткости. И полученную смесь при помощи торкрет-машины заливают в подготовленную конструкцию.

Основные способы усиления перекрытий (ЖБ и монолитных плит)

В домах старой постройки со временем возникает угроза разрушения перекрытий. Проблема с перекрытиями может возникнуть и в новых домах, когда нарушены правила эксплуатации здания.

Основные проблемы

Существует ряд факторов, которые могут повлиять на целостность домовых перекрытий:

  1. Механические воздействия.
  2. Воздействие на перекрытие агрессивных жидкостей, таких как кислоты и щелочные растворы.
  3. Неблагоприятное воздействие окружающей среды.
  4. Незаконная перепланировка зданий.
  5. Разрушения, возникшие в результате пожаров.
  6. Воздействие волны, возникшей в результате землетрясения.

Чаще всего разрушения выявляют в арматуре из-за коррозии металла. По этой причине происходит снижение несущей способности конструкций.

При перепрофилировании помещения иногда необходимо усиление плит перекрытия конструкций, т.к. здание будет выполнять другие функции, связанные с большими нагрузками. Например, в здании будет установлено новое, более тяжелое оборудование.

Начало работ

Каждый такой случай внимательно изучается специалистами. Проводится диагностика состояния несущих стен и плит перекрытий.

Основная цель подобного осмотра — выявление причин появления проблемы и способы устранения дефектов. Для проведения подобного типа работ привлекаются специалисты высокой квалификации и специальное оборудование. Самостоятельно без должного опыта и знаний нарушение целостности перекрытий устранить невозможно.

Обязательно изучаются параметры плиты: ее ширина, величина поперечного сечения и пролет. После удаления защитного пласта бетона устанавливают рабочее армирование. Проводят анализ состояния бетона. Изучают имеющиеся дефекты.

Перед началом работ необходимо провести подготовительные мероприятия, которые заключаются в следующем:

  1. Под аварийное перекрытие подводят опоры, которые представляют собой бревна большого диаметра и распорки из металлических труб. Это необходимо для снижения и перераспределения нагрузки на плиты.
  2. Чтобы четко видеть всю картину повреждений, удаляют слои побелки, штукатурки и краски. Зачищают все осыпающиеся участки бетонного слоя. Металлические прутья очищаются от следов ржавчины. Потом арматуру обрабатывают преобразователем для коррозии.
  3. С верхней части плиты убирается оборудование, демонтируется пол.
  4. С мест, где будет укладываться новый слой бетона, убирают пыль, а сами участки обезжириваются.

Выявляем нарушение

Основными признаками разрушений становятся трещины и отслоение бетонных элементов, расположенных в нижней части отдела плит. Дефекты перекрытий сопровождаются появлением трещин и отслоением стяжки. К проблемам могут привести прогибы и провисания конструкций, появление трещин в центральной части конструкций и в местах опор. Тревожным звонком может стать появление участков с потемнением или, наоборот, осветлением поверхности.

Для этого выбирают способ дополнительного усиления железобетонных плит. Все эти усилия будут неэффективны, если не устранить причины, вызвавшие разрушение плиты.

Восстанавливаем ребристую платформу

Если разрушены соседние ребристые плиты, все дефекты в них будут одинаковые. При укреплении смежные уголки и опалубка, выполненная в виде прижатой снизу доски, создают лоток. Его заполняют свежим бетоном мелкозернистого типа, затем проводят виброобработку, используя игольчатую вибробулаву с гибким валом.

Для усиления перекрытий лучше брать «расширяющийся» безусадочный цемент. Уголки в дальнейшем станут дополнительной частью арматуры. Также требуется провести обработку антикоррозионной защитой и окрашивание суриком.

Реставрируем старые перекрытия

Конструкции, сделанные из двутавровых несущих балок перекрытия и бетона, в основе которого лежит битый кирпич, ремонтировать приходится редко. Причиной тому большой запас прочности. При строительстве перекрытий такого типа закладывается прочность, в 3 раза превосходящая необходимую.

Повреждение такого перекрытия может произойти только после длительного проникновения воды и возникшей по этой причине коррозии металлических частей. Видимым повреждением таких плит становятся трещины перекрытия.

Современные технологии

Сейчас все чаще предпринимаются попытки заменить металлические прутья углепластиком. Для этого изготавливают жгуты и ткань из пластика. Эти новые материалы по своей прочности превосходят металлическую арматуру. Если описывать свойства таких тканей, они идентичны кевлару, который используется для производства бронежилетов.

Способы усиления (укрепления) основных видов плит

В строительстве используются самые разные типы плит. Они могут быть монолитные, ребристые, многопустотные. В зависимости от степени и типа разрушения выбирается и способ усиления перекрытий. Перед началом работ проводят необходимые вычисления и создают технический проект.

Многопустотных перекрытий

Такие плиты восстанавливают путем заполнения технологических пустот. Этот метод намного эффективнее, чем установка дополнительного монолита. Сначала очищают плиту от стяжки. Затем в ней делают борозду, шириной до 100 мм, вдоль плиты над пустотами. На следующем этапе продувают сжатым воздухом поверхности.

Дальше изготавливают вертикальный армирующий каркас и горизонтальную армирующую сетку. Затем выставляются специальные рейки, пустоты заливаются бетоном.

2 способа для монолитных перекрытий

Самый распространенный способ усиления монолитных перекрытий — это создание еще одной монолитной плиты, которая накладывается поверх старой. Однако многие специалисты считают, что данный метод не всегда эффективен. В некоторых случаях путем расчетов удается доказать, что старое покрытие, наоборот, нагружается еще больше.

Усиление ребер надежнее проводить уголками, предварительно обработав их, удалив с поверхности жир. Размер такого уголка — 100х100 или 120х120 мм. Его заводят под ребро плиты. В опорных частях готовят зазор, глубиной до 120 мм.

П образных плит

Такой тип можно усилить двумя способами. Первый способ уже описан — с созданием нового массива из бетона. Второй способ заключается в применении швеллера. Он помогает перераспределить нагрузки, большая часть которых будет приходиться на балки перекрытия и несущие стены. Тот же эффект дает «корсет» из сварных балок.

Ребристых перекрытий

Для ремонта таких перекрытий разработали три методики:

  1. Используют ту же технологию, что и при ремонте монолитных плит.
  2. Устанавливают поддерживающие колонны.
  3. Применяется шпренгельная арматура. Она укладывается по диагонали плиты, тем самым образуя 2 ребра жесткости, усиливая таким образом плиту.

Железобетонных плит углеволокном

Такой тип усиления считается самым прогрессивным. В этом случае углеродная лента приклеивается прямо на саму ЖБ-плиту.

Что делать при перегруженности колон

Многие специалисты, которым приходилось сталкиваться с восстановлением плит, считают, что подобные способы в большинстве случаев полностью не решают проблему. Их можно использовать, когда проводится усиление сжатых колонн, которые совпадающих с проекцией рабочих арматурных стержней каркаса. Колоны в этом случае обматываются жгутами в несколько слоев.

Читать еще:  Как залить перекрытие между этажами?

Плиты любого здания постоянно находятся под напряжением. На них действуют механические, статистические и динамические силы. Дополнительно они разрушаются от неблагоприятных условий окружающей среды, воздействия разных химических веществ. Поэтому обследование их состояния и определение метода усиления являются ответственной работой.

Способы усиления плит перекрытия

Усиление плит перекрытия может потребоваться в случаях, когда имеются основания считать, что перекрытие находится в предаварийном состоянии.

К которому могли привести:

  • механические повреждения конструкций;
  • воздействие агрессивных кислотных и щелочных сред в условиях химических и пищевых производств;
  • влияние атмосферных осадков и перепадов температур;
  • установка на полу перекрытия непредназначенного проектом технологического оборудования или при его износе, вызывающем постоянное динамическое воздействие;
  • воздействие высокой температуры при пожарах;
  • воздействия ударной волны в результате землетрясений или взрывов.

Как выявить нарушение конструкции

Часто дефекты неумышленно могут быть замаскированы различными окрасками, штукатурками, подвесными потолками, что не позволяет своевременно их обнаружить и приступить к работам по восстановлению и ремонту.

Следует обращать внимание на сколы и отслоения бетона плит в нижней части, также на трещины и отслоения стяжки или покрытия пола в верхней части. На обнажение и коррозию арматуры, на появление на поверхности бетона следов замачивания, а также различных высолов и выщелачиваний (потемнение или осветление локальных участков). Недопустимые прогибы и провисания перекрытия, трещины в центральной части конструкции и у опор в соответственно зонах действия так называемых «максимального момента» и «перерезывающих сил».

Основные проблемы

Наибольшая часть дефектов обычно вызывается арматурной коррозией, продукты которой, увеличиваясь в объеме, до 30% разрушают окружающий бетон. Коррозия также снижает эффективное сечение рабочей и дополнительной арматуры, от которого зависит несущая способность конструкции.

Еще может оказаться необходимым усиление плит перекрытия, находящихся в удовлетворительном состоянии, например, при изменении назначения помещения и потребности размещения в нем непредусмотренного ранее технологического оборудования, при реконструкциях, надстройках дополнительных этажей и других разнообразных случаях.

Виды плит применяемых в строительстве

Плиты перекрытия из железобетона бывают, в основном, следующих видов:

  • сборные, которые используются в покрытиях и перекрытиях жилых, промышленных и общественных зданий, укладываемые на железобетонные элементы каркаса – балки, ригели, фермы, а также на кирпичные стены; их типы:
  • ребристые, длиной до 12000 мм – с массивными продольными полками трапецеидального сечения, в которых расположена основная рабочая арматура, и тонкими (толщиной до 50 мм) полками, армированными сетками, дополнительно такие плиты имеют с нижней стороны небольшие поперечные ребра жесткости, расположенные с одинаковым шагом.
  • пустотные, длиной от 3000 до 6000 мм – прямоугольного сечения протяженными продольными каналами (до 6 шт.), при этом пустоты могут быть, как идеально круглые, так и овальной формы.
  • монолитное перекрытие в большинстве случаев изготавливаемое в виде так называемой «балочной клетки», составляющее с балками, на которые оно опирается единое целое. Продольные и поперечные балки в местах перекрещивания также монолитно соединяются и связываются арматурой с предварительно изготовленными, с заданными пролетом и шагом колоннами. В некоторых случаях, для опор монолитных плит перекрытий могут использовать сборные элементы каркасов зданий.
  • в старинных зданиях конца 19 — начала 20 века обнаруживаются перекрытия с несущими двутавровыми балками (чаще — обычными рельсами), пространство между которыми заполнено бетоном на битом кирпиче. Для того чтобы при бетонировании эти балки не «разъезжались», они стягивались между собой металлическими полосами кузнечной сваркой.

Выявляем уязвимости и определяем фронт работ

Перед работами по усилению плит с тем, чтобы оценить состояние перекрытия и его реальную несущую способность, необходимо провести обследование включающее:

  • визуальный осмотр – определение геометрических размеров конструкции, армирование, влияние нагрузок и воздействий, наличие технологического оборудования), выявление дефектов бетона (сколы, трещины, отслоения, следы замачиваний, высолов и выщелачиваний) и арматуры, наличие окраски, штукатурки или подвесного потолка.
  • инструментальное изучение – определение прочности бетона полевыми методами, степень уменьшения сечения арматуры вследствие коррозии, измерение толщины продуктов коррозии, измерение ширины раскрытия трещин и прогибов конструкции, состав и толщину пола или стяжки.

Выбираем подходящую методику

По результатам обследования принимают методику:

  • восстановления несущей способности конструкции;
  • как выполнять дополнительное усиление железобетонных плит перекрытия (при его необходимости);
  • устранения причин, приведших к возникновению дефектов.

Что следует обязательно сделать перед началом работ

Для всех типов перекрытий в начале работ следует:

  1. подвести под усиливаемую конструкцию для ее укрепления дополнительные опоры и распорки (металлические трубы или бревна диаметром не менее 150 мм), перераспределение нагрузки при этом осуществляется при помощи деревянных подкладок и клиньев;
  2. удалить следы окрасок, побелок, штукатурки, а также все отслаивающиеся фрагменты и участки рыхлого бетона, очистить обнаженные участки арматуры от продуктов коррозии стальными щетками (можно использовать болгарку с насадками) и обработать преобразователем коррозии;
  3. убрать с верхней поверхности плиты участки пола или стяжки, демонтировать установленное технологическое оборудование;
  4. обеспылить и обезжирить все места, где будет соприкасаться новый и старый бетон.

Самый популярный способ усиления плит

Часто рекомендуемый способ усиления – изготовление дополнительной монолитной плиты поверх старого покрытия — не может быть признан эффективным, по крайней мере, без проведения специализированных расчетов, так как в этом случае старое уже аварийное перекрытие получает дополнительную нагрузку, и его несущая способность снижается. Имели место случаи, когда подобное «усиление» вызывало «срезание» несущих балок и обрушивалось, приводя к человеческим и материальным потерям.

Усиление полок ребристых плит лучше всего проводить при помощи очищенного и обезжиренного соответствующей длины уголка 100х100 или 120х120 мм, заведенного под ребро плиты. При этом в опорных частях делают зазор глубиной не менее 100…120 мм, с тем, чтобы в него можно было поместить нижнюю полку уголка, вертикальная полка уголка должна быть направлена к внутренней части плиты.

Восстанавливаем ребристую платформу

Обычно при разрушении соседних ребристых плит дефекты, они получают в одинаковой степени. Поэтому, при усилении два смежных уголка и опалубка, в виде прижатой снизу деревянной доски образуют своеобразный лоток. Который заполняется свежеприготовленным мелкозернистым бетоном с последующей виброобработкой при помощи игольчатой вибробулавы с гибким валом. Для приготовления бетона лучше использовать «расширяющийся» безусадочный цемент.

После схватывания состава, наружные поверхности уголков, которые будут служить внешней дополнительной рабочей арматурой усиления, следует обработать антикоррозионной защитой и окрасить суриком.

Что делать с многопустотными изделиями при износе

Один из эффективных и наименее трудозатратных способов усиления многопустотных плит состоит в следующем. После освобождения верхней поверхности плиты от пола и стяжки в местах, где проходят крайние и один из средних каналов прорубают сверху продольные штрабы (щели) шириной не менее 50 мм, открывающие доступ к каналам.

После изготовления металлического плоского каркаса, с нижним стержнем, диаметром – 20 — 24 мм, и верхним и поперечными (с шагом 250 — 300 мм) с d= 6 мм, и установки его (каркаса) в раскрытый канал плиты, выполняется заполнение мелкозернистым бетоном на основе безусадочного цемента с применением игольчатой вибробулавы. Высота каркаса должна быть такой, чтобы он полностью вмещался в открытый канал плиты и находился от верхней ее поверхности на расстоянии около 20…25 мм. Несмотря на то, что усиливаемая плита не изменит своих геометрических размеров, увеличение ее несущей способности достигнет 30 — 50% от начальной.

Восстанавливаем монолит

К усилению монолитного перекрытия в виде «балочной клетки» нужно походить с осторожностью. Сначала следует выполнить расчет и проверить, как дополнительная нагрузка скажется на несущей способности опорных балок и колонн. Лучше, если усилению и дополнительной обвязке арматурой будут одновременно подвержены все конструкции каркаса.

Для армирования плиты используют сетку с ячейками 150х150, 150х200 мм из стержней с d=14-18 мм. После установки арматуры, для бетонирования конструкций можно воспользоваться инвентарной или изготовленной своими руками опалубкой. Но лучше применить такой метод, который называется торкретирование. Это нанесение специальной торкрет-пушкой на вертикальные и горизонтальные поверхности при помощи набрызга под очень большим напором бетонной смеси, которая буквально «въедаясь» обеспечивает надежное сцепление между старым и свежим бетоном.

Толщина слоя торкрета достигает 50 мм и более. После схватывания бетон становится прочным, однако обладает бугристой поверхностью, с рельефом, повторяющим контуры установленной арматуры. Этот недостаток устраняется простым оштукатуриванием поверхности.

Так же осуществляется и усиление сборно-монолитного перекрытия. Но здесь следует учесть, что конструкция усиления должна не просто лежать на старом перекрытии или быть подвешенной к нему снизу, но необходимо сделать так, чтобы дополнительная нагрузка перераспределялась на опорные конструкции каркаса или кирпичные стены.

Реставрируем старые перекрытия

Старинные перекрытия, состоящие из двутавровых несущих балок и бетона на битом кирпиче, редко требуется дополнительно усиливать, так как они создавались с огромным запасом прочности — в 2 или даже в 3 раза большим, чем это было необходимо, разве, что в случае длительных протечек — металлические элементы могут быть повреждены коррозионными процессами. Иногда в таких перекрытиях возникают трещины.

Читать еще:  Как сделать деревянное перекрытие между этажами?

Поперечные – не представляют никакой опасности. Участки с продольными трещинами, появляющиеся, например, при пробивании отверстий для подвода инженерных коммуникаций, необходимо полностью удалять и заменять на монолитные из железобетона. При очень сильном коррозионном повреждении достаточно в качестве опоры завести с минимально возможным зазором под дефектную балку новый двутавр или швеллер (№ 14 или № 16).

Ни в коем случае нельзя использовать сварку! После некоторого времени и вследствие естественных деформаций старая балка сама ляжет на новую и плотно к ней прижмется. Вообще, то, что эти перекрытия уже прослужили от 100 и более лет – это само по себе гарантия, что большинство из них смогут эксплуатироваться еще столько же.

Применяем современные технологии

В последнее время имеют место экспериментальные попытки при усилении перекрытия углеволокном или углепластиками заменить металлическую арматуру. Действительно, материалы, в основном жгуты и ткани на основе углеволокна или «кевлара», применяющегося при изготовлении бронежилетов, обладают даже более высокой прочностью на разрыв, чем традиционная металлическая арматура.

Где лучше применить

Использование таких материалов должно быть подчинено определенным требованиям:

  • поверхность строительного элемента должна быть идеально (до долей миллиметра) выровнена;
  • клей необходимо подбирать так, чтобы он создавал необходимую адгезию (сцепление) между склеиваемыми поверхностями и был химически нейтрален к их структуре;
  • обеспечение надежной защиты конструкции при последующей эксплуатации (такие материалы, как углеткань трудно порвать, но легко разрезать).

Что делать при перегруженности колон

Усиление плит перекрытий, балок, и ригелей этим способом достаточно спорно, а иногда и вообще неэффективно. Тем не менее, способ вполне пригоден при усилении перегруженных центрально сжатых колонн при наличии вертикальных трещин, совпадающих с проекцией рабочих арматурных стержней каркаса.

Это решается путем спирального обматывания тела колонны в несколько слоев либо жгутами, основой которой служит углеродное волокно, либо полосами из такой же ткани, что повышает несущую способность конструкции и останавливает дальнейшее развитие дефектов.

Подведем итоги

Наиболее правильно будет поручить работы по усилению профессионалам с опытом, знающим, что и как нужно делать. Можно также выполнить усиление плит перекрытия своими руками, однако в этом случае необходимы постоянные консультации со специалистами, а также готовность принять на себя все риски, связанные с этим видом деятельности.

Усиление ребристых плит углеволокном

Ребристое перекрытие представляет собой плиту с ригелем (бортом) с двух сторон и продольными ребрами жесткости, которые выполняют функцию балки. При повышенных нагрузках на перекрытие продольные ребра соединяют поперечными. Плиты изготавливают из легких и тяжелых бетонов с армированием. Обребрение плиты позволяет уменьшить вес перекрытия и повысить несущую способность.

Ребристые плиты применяют для перекрытий больших площадей объектов производственного или коммерческого назначения с плоской или арочной крышей. Плоские крыши рассчитывают с учетом давления снега с коэффициентом запаса прочности более 1. В жилищном строительстве плиты применяются крайне редко, т.к. потребуется зашивка потолка с применением креплений подвесного потолка, которые не разрушают плиту.

Ребристые плиты работают на изгиб между двумя опорами. Ригели, V или U-образные ребра воспринимают всю нагрузку, т.к. толщина сплошной части плиты составляет 50 мм при общей высоте 200, 300 или 400 мм. Ребра, являясь концентраторами изгибающих напряжений, подвержены разрушению.

Дополнительные разрушающие факторы:

  • Превышение нагрузки из-за обильного снегопада.
  • Агрессивные испарения в помещении.
  • Перепады температуры и влажности.
  • Нарушения технологии изготовления плиты.
  • Модернизация или перепланировка объекта, которые сделаны без соответствующих расчетов.

При анализе несущей способности особое внимание обращают на целостность ребер в средней части плиты, где возникает наибольшее изгибающее усилие и в точках крепления к опоре, где приложен вес плиты.

Существующие способы усиления плит перекрытий основаны на:

  • увеличении толщины плиты (метод наращивания) снаружи с укладкой дополнительных армирующих элементов или изнутри с несъемной опалубкой;
  • установке дополнительных опор на врезной несущей балке;
  • создании дополнительного предварительного напряжения (шпренгельные затяжки).

Все способы подразумевают сверление отверстий для крепления затяжек, установки дополнительных элементов или заливки бетона, что создает дополнительные места концентрации напряжений. Кроме этого, усиление бетоном увеличивает нагрузку на плиту до момента набора прочности.

Принцип действия усиления ребристых плит углепластиком

Углепластиковое полотно в направлении основной нити имеет прочность на разрыв в 3…5 раз превышающее прочность низкоуглеродистых конструкционных сталей. На продольные ребра и ригели наклеивают полотно. Можно выходить на боковую поверхность ребра — это Vили U-образный вид усиления. При работе с полотном или лентой однонаправленного плетения (напр., CarbonWrap Tape 530/300, где число 530 указывает на плотность в г/м2, число 300 — ширину в мм) следует учитывать направление несущей нити, которая располагается вдоль ребра. Ткань двунаправленного плетения (напр., CarbonWrap Fabric 450/1200) располагается произвольно исходя из экономичности раскроя. Эпоксидная смола обеспечивает прочную связь с бетоном перекрытия и монолитность конструкции после полимеризации. В зависимости от плотности тканого углеполотна, количества слоев и вида укладки прочность на изгиб увеличивается до 40%. Для усиления поперечных ребер жесткости плиты можно использовать углеродные ламели (напр., CarbonWrap Lamel HS 14/50, где число 14 указывает на толщину — 1,4 мм, 50 — ширину ламели в мм). Ламели на продольных ребрах усиливаются хомутами из углеткани.

Основные этапы производства работ:

  1. Анализ состояния плит перекрытия и составление карты повреждений.
  2. Разработка и согласование проекта. Проект необходимо согласовывать с организацией, которая является разработчиком проекта здания и представительством Госстроя.
  3. Составление и согласование с заказчиком сметы и графика производства работ.
  4. Очистка мест, которые выбраны для приклеивания углеволокна. При необходимости производится ремонт для восстановления целостности профиля ребра или ригеля.
  5. Работы по усилению выбранных участков крыши. На полосы из ленты, полотна или ламель наносят слой эпоксидной смолы с помощью аппликатора. Ленту плотно прижимают к ребру и прокатывают резиновым валиком для удаления воздуха и плотного контакта. При усилении одновременно продольных и поперечных ребер жесткости необходимо, чтобы получились перекрытия направлений для образования несущей сетки с высокими прочностными характеристиками.
  6. При необходимости проводятся отделочные работы.
  7. Сдача работы заказчику и оформления акта сдачи-приемки.

Работы по усилению ребристых плит перекрытий проводятся при температуре не ниже +5° С и влажности бетона

Способы усиления плит перекрытия

Усиление плит перекрытия может потребоваться в случаях, когда имеются основания считать, что перекрытие находится в предаварийном состоянии.

К которому могли привести:

  • механические повреждения конструкций;
  • воздействие агрессивных кислотных и щелочных сред в условиях химических и пищевых производств;
  • влияние атмосферных осадков и перепадов температур;
  • установка на полу перекрытия непредназначенного проектом технологического оборудования или при его износе, вызывающем постоянное динамическое воздействие;
  • воздействие высокой температуры при пожарах;
  • воздействия ударной волны в результате землетрясений или взрывов.

Как выявить нарушение конструкции

Часто дефекты неумышленно могут быть замаскированы различными окрасками, штукатурками, подвесными потолками, что не позволяет своевременно их обнаружить и приступить к работам по восстановлению и ремонту.

Следует обращать внимание на сколы и отслоения бетона плит в нижней части, также на трещины и отслоения стяжки или покрытия пола в верхней части. На обнажение и коррозию арматуры, на появление на поверхности бетона следов замачивания, а также различных высолов и выщелачиваний (потемнение или осветление локальных участков). Недопустимые прогибы и провисания перекрытия, трещины в центральной части конструкции и у опор в соответственно зонах действия так называемых «максимального момента» и «перерезывающих сил».

Основные проблемы

Наибольшая часть дефектов обычно вызывается арматурной коррозией, продукты которой, увеличиваясь в объеме, до 30% разрушают окружающий бетон. Коррозия также снижает эффективное сечение рабочей и дополнительной арматуры, от которого зависит несущая способность конструкции.

Еще может оказаться необходимым усиление плит перекрытия, находящихся в удовлетворительном состоянии, например, при изменении назначения помещения и потребности размещения в нем непредусмотренного ранее технологического оборудования, при реконструкциях, надстройках дополнительных этажей и других разнообразных случаях.

Виды плит применяемых в строительстве

Плиты перекрытия из железобетона бывают, в основном, следующих видов:

  • сборные, которые используются в покрытиях и перекрытиях жилых, промышленных и общественных зданий, укладываемые на железобетонные элементы каркаса – балки, ригели, фермы, а также на кирпичные стены; их типы:
  • ребристые, длиной до 12000 мм – с массивными продольными полками трапецеидального сечения, в которых расположена основная рабочая арматура, и тонкими (толщиной до 50 мм) полками, армированными сетками, дополнительно такие плиты имеют с нижней стороны небольшие поперечные ребра жесткости, расположенные с одинаковым шагом.
  • пустотные, длиной от 3000 до 6000 мм – прямоугольного сечения протяженными продольными каналами (до 6 шт.), при этом пустоты могут быть, как идеально круглые, так и овальной формы.
  • монолитное перекрытие в большинстве случаев изготавливаемое в виде так называемой «балочной клетки», составляющее с балками, на которые оно опирается единое целое. Продольные и поперечные балки в местах перекрещивания также монолитно соединяются и связываются арматурой с предварительно изготовленными, с заданными пролетом и шагом колоннами. В некоторых случаях, для опор монолитных плит перекрытий могут использовать сборные элементы каркасов зданий.
  • в старинных зданиях конца 19 — начала 20 века обнаруживаются перекрытия с несущими двутавровыми балками (чаще — обычными рельсами), пространство между которыми заполнено бетоном на битом кирпиче. Для того чтобы при бетонировании эти балки не «разъезжались», они стягивались между собой металлическими полосами кузнечной сваркой.
Читать еще:  Ребристое монолитное перекрытие своими руками

Выявляем уязвимости и определяем фронт работ

Перед работами по усилению плит с тем, чтобы оценить состояние перекрытия и его реальную несущую способность, необходимо провести обследование включающее:

  • визуальный осмотр – определение геометрических размеров конструкции, армирование, влияние нагрузок и воздействий, наличие технологического оборудования), выявление дефектов бетона (сколы, трещины, отслоения, следы замачиваний, высолов и выщелачиваний) и арматуры, наличие окраски, штукатурки или подвесного потолка.
  • инструментальное изучение – определение прочности бетона полевыми методами, степень уменьшения сечения арматуры вследствие коррозии, измерение толщины продуктов коррозии, измерение ширины раскрытия трещин и прогибов конструкции, состав и толщину пола или стяжки.

Выбираем подходящую методику

По результатам обследования принимают методику:

  • восстановления несущей способности конструкции;
  • как выполнять дополнительное усиление железобетонных плит перекрытия (при его необходимости);
  • устранения причин, приведших к возникновению дефектов.

Что следует обязательно сделать перед началом работ

Для всех типов перекрытий в начале работ следует:

  1. подвести под усиливаемую конструкцию для ее укрепления дополнительные опоры и распорки (металлические трубы или бревна диаметром не менее 150 мм), перераспределение нагрузки при этом осуществляется при помощи деревянных подкладок и клиньев;
  2. удалить следы окрасок, побелок, штукатурки, а также все отслаивающиеся фрагменты и участки рыхлого бетона, очистить обнаженные участки арматуры от продуктов коррозии стальными щетками (можно использовать болгарку с насадками) и обработать преобразователем коррозии;
  3. убрать с верхней поверхности плиты участки пола или стяжки, демонтировать установленное технологическое оборудование;
  4. обеспылить и обезжирить все места, где будет соприкасаться новый и старый бетон.

Самый популярный способ усиления плит

Часто рекомендуемый способ усиления – изготовление дополнительной монолитной плиты поверх старого покрытия — не может быть признан эффективным, по крайней мере, без проведения специализированных расчетов, так как в этом случае старое уже аварийное перекрытие получает дополнительную нагрузку, и его несущая способность снижается. Имели место случаи, когда подобное «усиление» вызывало «срезание» несущих балок и обрушивалось, приводя к человеческим и материальным потерям.

Усиление полок ребристых плит лучше всего проводить при помощи очищенного и обезжиренного соответствующей длины уголка 100х100 или 120х120 мм, заведенного под ребро плиты. При этом в опорных частях делают зазор глубиной не менее 100…120 мм, с тем, чтобы в него можно было поместить нижнюю полку уголка, вертикальная полка уголка должна быть направлена к внутренней части плиты.

Восстанавливаем ребристую платформу

Обычно при разрушении соседних ребристых плит дефекты, они получают в одинаковой степени. Поэтому, при усилении два смежных уголка и опалубка, в виде прижатой снизу деревянной доски образуют своеобразный лоток. Который заполняется свежеприготовленным мелкозернистым бетоном с последующей виброобработкой при помощи игольчатой вибробулавы с гибким валом. Для приготовления бетона лучше использовать «расширяющийся» безусадочный цемент.

После схватывания состава, наружные поверхности уголков, которые будут служить внешней дополнительной рабочей арматурой усиления, следует обработать антикоррозионной защитой и окрасить суриком.

Что делать с многопустотными изделиями при износе

Один из эффективных и наименее трудозатратных способов усиления многопустотных плит состоит в следующем. После освобождения верхней поверхности плиты от пола и стяжки в местах, где проходят крайние и один из средних каналов прорубают сверху продольные штрабы (щели) шириной не менее 50 мм, открывающие доступ к каналам.

После изготовления металлического плоского каркаса, с нижним стержнем, диаметром – 20 — 24 мм, и верхним и поперечными (с шагом 250 — 300 мм) с d= 6 мм, и установки его (каркаса) в раскрытый канал плиты, выполняется заполнение мелкозернистым бетоном на основе безусадочного цемента с применением игольчатой вибробулавы. Высота каркаса должна быть такой, чтобы он полностью вмещался в открытый канал плиты и находился от верхней ее поверхности на расстоянии около 20…25 мм. Несмотря на то, что усиливаемая плита не изменит своих геометрических размеров, увеличение ее несущей способности достигнет 30 — 50% от начальной.

Восстанавливаем монолит

К усилению монолитного перекрытия в виде «балочной клетки» нужно походить с осторожностью. Сначала следует выполнить расчет и проверить, как дополнительная нагрузка скажется на несущей способности опорных балок и колонн. Лучше, если усилению и дополнительной обвязке арматурой будут одновременно подвержены все конструкции каркаса.

Для армирования плиты используют сетку с ячейками 150х150, 150х200 мм из стержней с d=14-18 мм. После установки арматуры, для бетонирования конструкций можно воспользоваться инвентарной или изготовленной своими руками опалубкой. Но лучше применить такой метод, который называется торкретирование. Это нанесение специальной торкрет-пушкой на вертикальные и горизонтальные поверхности при помощи набрызга под очень большим напором бетонной смеси, которая буквально «въедаясь» обеспечивает надежное сцепление между старым и свежим бетоном.

Толщина слоя торкрета достигает 50 мм и более. После схватывания бетон становится прочным, однако обладает бугристой поверхностью, с рельефом, повторяющим контуры установленной арматуры. Этот недостаток устраняется простым оштукатуриванием поверхности.

Так же осуществляется и усиление сборно-монолитного перекрытия. Но здесь следует учесть, что конструкция усиления должна не просто лежать на старом перекрытии или быть подвешенной к нему снизу, но необходимо сделать так, чтобы дополнительная нагрузка перераспределялась на опорные конструкции каркаса или кирпичные стены.

Реставрируем старые перекрытия

Старинные перекрытия, состоящие из двутавровых несущих балок и бетона на битом кирпиче, редко требуется дополнительно усиливать, так как они создавались с огромным запасом прочности — в 2 или даже в 3 раза большим, чем это было необходимо, разве, что в случае длительных протечек — металлические элементы могут быть повреждены коррозионными процессами. Иногда в таких перекрытиях возникают трещины.

Поперечные – не представляют никакой опасности. Участки с продольными трещинами, появляющиеся, например, при пробивании отверстий для подвода инженерных коммуникаций, необходимо полностью удалять и заменять на монолитные из железобетона. При очень сильном коррозионном повреждении достаточно в качестве опоры завести с минимально возможным зазором под дефектную балку новый двутавр или швеллер (№ 14 или № 16).

Ни в коем случае нельзя использовать сварку! После некоторого времени и вследствие естественных деформаций старая балка сама ляжет на новую и плотно к ней прижмется. Вообще, то, что эти перекрытия уже прослужили от 100 и более лет – это само по себе гарантия, что большинство из них смогут эксплуатироваться еще столько же.

Применяем современные технологии

В последнее время имеют место экспериментальные попытки при усилении перекрытия углеволокном или углепластиками заменить металлическую арматуру. Действительно, материалы, в основном жгуты и ткани на основе углеволокна или «кевлара», применяющегося при изготовлении бронежилетов, обладают даже более высокой прочностью на разрыв, чем традиционная металлическая арматура.

Где лучше применить

Использование таких материалов должно быть подчинено определенным требованиям:

  • поверхность строительного элемента должна быть идеально (до долей миллиметра) выровнена;
  • клей необходимо подбирать так, чтобы он создавал необходимую адгезию (сцепление) между склеиваемыми поверхностями и был химически нейтрален к их структуре;
  • обеспечение надежной защиты конструкции при последующей эксплуатации (такие материалы, как углеткань трудно порвать, но легко разрезать).

Что делать при перегруженности колон

Усиление плит перекрытий, балок, и ригелей этим способом достаточно спорно, а иногда и вообще неэффективно. Тем не менее, способ вполне пригоден при усилении перегруженных центрально сжатых колонн при наличии вертикальных трещин, совпадающих с проекцией рабочих арматурных стержней каркаса.

Это решается путем спирального обматывания тела колонны в несколько слоев либо жгутами, основой которой служит углеродное волокно, либо полосами из такой же ткани, что повышает несущую способность конструкции и останавливает дальнейшее развитие дефектов.

Подведем итоги

Наиболее правильно будет поручить работы по усилению профессионалам с опытом, знающим, что и как нужно делать. Можно также выполнить усиление плит перекрытия своими руками, однако в этом случае необходимы постоянные консультации со специалистами, а также готовность принять на себя все риски, связанные с этим видом деятельности.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector