Усиление пустотных плит перекрытия

Способы усиления железобетонных плит перекрытия

Со временем все несущие конструкции зданий и сооружений теряют свои технические характеристики. Это в первую очередь касается линейных опорных элементов, к которым относятся перекрытия. Причинами становятся неправильная эксплуатация объекта, землетрясения, пожары, усадка дома, негативное воздействие влажности и химических элементов. Поэтому, определив изменения в конструкции, проводят усиление перекрытий.

1. Усиление плиты перекрытия – для чего необходимо
2. Подготовительные мероприятия
3. Какие способы применяются для укрепления
4. Пустотных
5. Монолитных
6. Ребристых
7. П-образных
8. Как выявить уязвимость плиты
9. Ремонт железобетонной плиты

Усиление плиты перекрытия – для чего необходимо

Основная причина – это потеря своей несущей способности, которая может привести к разрушению. Или меняется назначение помещения в виду установки в нем тяжелого оборудования. Во втором случае усиление производится даже тогда, когда перекрытие находится в технически исправном состоянии.

Подготовительные мероприятия

В первую очередь необходимо провести анализ конструкции – то есть устанавливается ее техническое состояние. Это может сделать специалист, в арсенале которого есть специализированное оборудование. Но иногда и невооруженным глазом видно, что она себя изжила:

• появились трещины, сколы;
• отслоилась стяжка на полу или обрушилась штукатурка с потолка;
• появились пятна темного цвета, говорящие о том, что арматура повреждена.

После чего составляется проектно-сметная документация, на основании которой будет проводиться усиление плит перекрытия. Проводятся расчеты, закупаются необходимые строительные материалы.

Какие способы применяются для укрепления

Сам процесс усиления зависит от того, какая конструкция была использована при строительстве здания. Но есть несколько операций, которые присутствуют в каждой технологии. От них зависит безопасность проводимых работ:

1. Устанавливаются распорки, поддерживающие плитную конструкцию. Здесь можно использовать трубы, бревна, брусы большого сечения.
2. Участки, где предполагается проводить ремонтные работы, полностью очищаются от отделочных материалов.
3. Если повреждена арматура, то ее зачищают от ржавчины и обрабатывают специальными растворами, которые предотвращают появление коррозии металла.
4. С пола удаляется стяжка, с потолка штукатурка или подвесная конструкция.
5. Поверхности тщательно очищаются от мусора и пыли.

Далее рассмотрим по отдельности, как правильно провести укрепление разных железобетонных перекрытий: монолитных, из пустотных, ребристых и П-образных плит.

Пустотных

Это один из самых простых способов усиления перекрытий. Все дело в конструкции, а точнее, в пустотах. Их просто надо заполнить бетоном, усилив армирующим каркасом. Поэтому делается это все так:

1. Пустоты вскрываются.
2. В них укладывается стальная арматура.
3. Бетонный раствор подается под давлением, чтобы собой заполнить все пустое пространство до мелких трещин.

Внимание! Для проведения усиления многопустотных плит перекрытия используется только высокопрочный бетон.

Монолитных

Для усиления монолитного перекрытия применяют две разные технологии. Это когда дополнительную усиленную железобетонную конструкцию заливают сверху ремонтируемой плиты или снизу. Второй вариант применяется чаще, потому что именно так можно провести укрепление в зоне изгибающих нагрузок.

Для этого также применяют две технологии, в основе которых лежит торкретирование бетонного раствора. То есть последний «набрасывается» на армированную ремонтируемую поверхность. А вот монтаж армопояса может производиться по-разному.

1. Его крепят на крюки, которые сами прикреплены к армокаркасу ремонтируемой плиты.
2. На стальные пластины, которые прикреплены к плите через сквозные анкера.

Первый же вариант проще. Арматура укладывается поверх плиты перекрытия и крепится к ее армокаркасу вертикальными штырями с помощью сварки. После чего по периметру устанавливают опалубку, в которую заливают бетонный раствор. За последним ухаживают, как за обычной толстой стяжкой.

Ребристых

Здесь используются те же технологии, как в случае усиления монолитной конструкции. Но есть и другой способ. Для этого используется так называемая шпренгельная арматура. Это обычные арматурные стержни, уложенные по диагонали ремонтируемой плиты. Эта конструкция образует два дополнительных ребра жесткости, которые увеличивают несущую способность перекрытия.

И третий вариант – установка поддерживающих колон. Нередко два последних метода применяют сразу одновременно. Это гарантированно увеличение жесткости и прочности.

П-образных

Перекрытия этого типа отличаются от предыдущих тем, что они установлены на стены или ригеля не своей плоскостью, а выступающими ребрами (полками). Поэтому для их усиления используются две технологии:

1. Заливка бетонного раствора на арматурный каркас. Процесс производится снизу ремонтируемой конструкции. Для этого арматурная сетка навешивается на крюки или кольца, которые крепятся к арматуре перекрытия. Снизу подвешивается или устанавливается на подпорки сплошная опалубка. После чего сверху плиты делается отверстие, куда заливается бетонный раствор.
2. Монтаж несущего металлопрофиля, обычно швеллера или двутавра. Этот стальной материал укладывается в виде решетки снизу, и опирается конструкция на несущие стены или ригеля.

Как выявить уязвимость плиты

К усилению железобетонных перекрытий надо подходить с позиции правильного определения дефективности. Но часто визуально изъяны и дефекты не определить, потому что они закрыты подвесными или натяжными потолками, штукатурками, обоями и другими отделочными материалами.

Первый звонок – звук упавшей штукатурки или бетона на подвесную потолочную конструкцию. Или глубокая трещина на оштукатуренной поверхности.

Специалист же, которого вызывают на дефектовку, замеряет параметры плиты: ширину, длину, диагонали и толщину. Если есть отклонения от стандартов, то вероятнее всего перекрытие выгнулось внутрь помещения. После этого необходимо добраться до конструкции сквозь отделку и взять кусок бетона на анализ, который покажет, насколько прочен материал.

Если анализ показал снижение характеристики, то дальнейшие действия:

• осмотр всего перекрытия;
• вскрытие и анализ арматурного каркаса.

Ремонт железобетонной плиты

Нередко встречаются случаи, когда плиты по итогам анализа не утратили своих технических и эксплуатационных характеристик. Тогда обращают внимание на балки и колоны, которые могут со временем потерять свои несущие способности. А значит, приходится проводить усиление железобетонной балки перекрытия или колоны.

Если причины в плитном изделии, то надо определиться, насколько конструкция утратила свои характеристики. Может есть вероятность, что она еще послужит без укрепления. Тогда надо провести ее ремонт.

Обычно это просто стяжка по верхней плоскости. Заделка трещин и сколов по нижней с установкой, если это необходимо, штукатурной сетки.

Технология использования плит из фиброцемента

Как рассчитать допустимую нагрузку на плиту перекрытия

Технология монолитного перекрытия — как сделать своими руками

Какие перекрытия лучше выбрать для дома из газобетона

Усиление плит перекрытия

Большинство современных зданий построенных в наши дни, а также в предыдущем столетии имеют конструкцию с применением железобетонных плит перекрытий. Несмотря на высокую надежность и прочность таких сооружений, с течением времени по причине износа или модернизации может потребоваться усиление плит перекрытий. В первую очередь это может быть вызвано физическим износом конструктивных строительных элементов, которые в результате воздействия времени и внешних факторов частично утратили свои первоначальные свойства в области несущей способности. Помимо этого усиление может потребоваться и в результате переоборудования и модернизации зданий и сооружений, в которых изменяются параметры в результате строительства дополнительных этажей или увеличения нагрузки. При этом эксплуатация объектов с утратившими свои прочностные характеристики перекрытиями или с элементами, подвергающимися высоким нагрузкам, выходящим за пределы расчетных, допустимых показателей, является недопустимой. Это может привести к обрушению здания или сооружения, гибели или травмированию людей, служить причиной для нанесения экономического ущерба в результате утраты имущества, основных средств, оборудования.

Нередко усиление перекрытий требуется и в обычных многоквартирных домах. Причиной тому может служить, как износ и влияние механических факторов, а также внешней среды, так и проведение незаконных перепланировок соседями. Разрушение несущих конструкций является причиной прогрессирующих разрушений, которые необходимо своевременно устранять для предотвращения аварий и их негативных последствий.

В ряде случаев усиление представляет собой плановое мероприятие, которое предусмотрено амортизационными сроками объектов, преследуя цель поддержания рабочих параметров прочности строительных конструкций, зданий и сооружений. Упрочнение может потребоваться и новым зданиям по причине наличия монтажных дефектов или необходимости проведения работ по устранению инженерных ошибок и просчетов, допущенных на стадии проектирования. Работы по реконструкции зданий служат обязательным этапом для всех видов сооружений и могут потребоваться досрочно при изменении условий эксплуатации сооружений. Дополнительные нагрузки и вибрации способствуют преждевременному износу строительных конструкций, которые нуждаются в своевременном ремонте.

При этом срок службы здания, как правило, указывается в паспорте, а периодичность осмотров и проверок целостности, запланированных ремонтов устанавливается лицами ответственными за состояние зданий и сооружений с составлением соответствующих актов и документов.

Критерии и этапы оценки износа

Перед проведением мероприятий по усилению зданий необходимо провести работы по оценке текущего состояния перекрытий. Для этого используют данные визуального осмотра, а также оценочные критерии, полученные при помощи специальных устройств.

Наиболее распространенным видом дефектов, которые появляются с течением времени, является полное или частичное разрушение арматуры плит в результате коррозионных процессов. Как правило, явление сопровождается разрушением прилегающих слоев бетона и заметным визуально ржавлением армирующего каркаса. Такие плиты могут иметь значительно более низкую прочность и, как следствие, сниженную несущую способность.

Помимо прямых признаков износа есть целый ряд косвенных критериев, по которым можно обнаружить и установить наличие дефекта. К ним относятся сколы и глубокие трещины в плитах, появление светлых или темных пятен на поверхности перекрытий, а также отслоение штукатурки на потолке или на полу. В ходе визуального осмотра устанавливается факт наличия дефектов и их характер, целостность армирующего каркаса, измеряются видимые сколы и трещины.

Инструментальный контроль позволяет определять толщину и глубину трещин, уровень прогиба плит, наблюдать и отслеживать динамику изменения деформаций.

Технология и методы усиления перекрытий определяются специалистами исходя из конструкции плит и характера деформаций. При этом составляется проектно-техническая документация на работы по упрочнению, производятся необходимые расчеты.

Усиление плит перекрытия ребристых

Сборно-ребристые плиты в большинстве случаев задействуются при возведении промышленных объектов, а именно возведении их кровли, в отдельных случаях могут выполнять функции перекрытий между этажами цехов и других строений.

При усилении ребристых плитных конструкций при помощи инновационной технологии наклеивания композитной ленты, необходимо наносить материал на нижнюю часть ребер изделий. Число слоев определяет степень заданной прочности и формируется в процессе расчета на основании оценки износа перекрытия. Опорная часть системы подлежит усилению за счет установки так называемых хомутов, выполненных из углекомпозитной ленты.

При использовании техники усиления реберных плит металлических конструкций задействуют стальные балки. Усиление в местах разрушения и просадки ребер наиболее рационально осуществлять посредством уголка размером 100х100 мм или 120х120мм. Для этой цели предварительно в опорных частях формируется зазор заданной глубиной 100 -120 мм, где впоследствии должна разместиться нижняя полка уголка.

Другой способ усиления — установка каркасного сооружения из стальных балок, в качестве которых находят применение швеллеры. Такой вариант укрепления позволяет в значительной мере перераспределить действующие нагрузки и сфокусировать их на стены и балочный каркас. Поперечные планки при этом крепятся при помощи стяжек в виде шпилек на болтовом соединении.

При значительном разрушении может проводиться замена фрагментов перекрытия или установка дополнительных поддерживающих колонн.

В отдельных случаях задействуется шпренгельная арматура, которая укладывается в направлении каждой из двух диагоналей плиты перекрытия, формируя дополнительные ребра жесткости внутри конструкции.

Усиление монолитных плит перекрытий

Монолитные перекрытия в строительстве по-праву считаются самыми прочными, обладая при этом повышенной материалоемкостью, массой и, как следствие, довольно высокой ценовой категорией. В связи с этим применение монолитных конструкций не всегда оправдано с экономической точки зрения и является необходимой и оправданной мерой при наличии высоких проектных нагрузок.

Наиболее популярным способом укрепления плит перекрытия монолитной конструкции является возведение еще одной сходной по структуре плиты, которая располагается на поверхности старой. При этом в ряде случаев такой метод считается малоэффективным, создавая, помимо номинальной, дополнительную нагрузку на существующее перекрытие.

В альтернативном варианте применяются стальные поддерживающие конструкции из балок различных профилей. В их качестве применяются все виды профильного металлопроката, а именно: уголок и швеллер, тавровая и двутавровая балки. На их основе формируются опорные конструкции, предназначенные для перераспределения рабочей нагрузки. Также как в реберных плитах могут устанавливаться элементы в виде шпренгельной арматуры, а также при возможности дополнительные опоры в виде колонн. При этом необходимо правильно оценить возможность их инсталляции особенно в многоэтажных зданиях и сооружениях.

В случае необходимости усиления плит при повышении нагрузки или равномерном износе монолитных перекрытий, рационально использовать углекомпозитные материалы, в виде наносящихся слоями лентовых покрытий.

Усиление плит перекрытия пустотных

Многопустотные плиты перекрытий заслужили высокую популярность, благодаря сочетанию небольшого веса с высокими показателями прочности и жесткости. Обладая невысокой стоимостью, изделия укладывались при помощи простого крана, обеспечивая быстрый монтаж и высокую скорость застройки.

Пустотные плиты изготавливаются по технологии опалубочного и безопалубочного производства. Изделия марки ПНО и ПК выполняются по опалубочной технологии, имея толщину 160 мм и 220 мм соответственно. Плиты серии ПБ относятся к изделиям, который выполнены по технологии непрерывного формирования, имея стандартную толщину 220 мм.

В зависимости от марки, габаритов и метода изготовления для плит, варьируются показатели предельной несущей способности. Допустимая нагрузка для ЖБИ, изготовленные по опалубочной методике производства составляет 800кг/м2. В ряде случаев реже встречаются экземпляры у которых показатель нагрузки достигает 1250/м2. Для безопалубочных изделий несущая способность находится в пределах от 300 до 1600 кг/м2.

При выборе варианта усиления плит в расчет необходимо принимать и рабочую длину таких изделий, которая достигает 10800 мм для марок ПБ, 6300 мм для ПНО и 7200 мм для ПК.

Одним из наиболее распространенных вариантов усиления пустотных плит перекрытия является метод заливки технологических пустот, предусмотренных их конструкцией. Такой вариант упрочнения эффективен при устранении таких дефектов как трещины и частичные разрушения поверхности. Технология реализации предусматривает удаление стяжки и формирование углублений над пустотами шириной до 100 мм. После этого в них укладывается новый вертикальный армирующий каркас и производится заливка пустот бетонным раствором.

В ряде случаев используется наращивание слоя перекрытия, которое осуществляется посредством увеличения толщины стяжки. Такую технологию принято называть набетонкой. Прочность усиления при этом зависит от степени сцепления нового слоя с поверхностью плиты.

В том случае, если усиливаемая плита в значительной мере потеряла свою несущую способность и подвергается провисанию, необходимо принять меры по ее выравниванию в горизонтальной плоскости. Для этого могут эффективно задействоваться стальные разгружающие балки с верхней, а также нижней конструкцией крепления. При этом металлический двутавр принимает на себя массу плиты, обеспечивая необходимую жесткость и прочность.

Для усиления пустотных плит применяют и ряд других способов, в числе которых установка шпренгельных затяжек с монтажом консольных разгружающих балок. В некоторых случаях необходимой является установка дополнительной арматуры, которая укрепляется посредством применения полимерных растворов.

Современные технологии позволяют производить усиление прочностных характеристик пустотных плит перекрытия за счет использования специальных лент, выполненных из композитных материалов. Технологически ленты наклеиваются на поверхность ЖБИ, образуя многослойный холст из углекомпозита. Степень упрочнения при этом регулируется числом наносимых слоев.

Усиление плиты перекрытия

Усиление плиты перекрытия

Содержание

Практически каждая строительная конструкция предрасположена в процессе эксплуатации утрате своих изначальных качеств. И если потеря внешних свойств будет приводить исключительно к лишним денежным затратам, то уменьшение прочностных особенностей, по-видимому, станет источником всемирной дилеммы и угрозой для жизни людей. В особенности это затрагивает горизонтально несущие и отгораживающие построения. Вследствие этого важно регулярно проводить инвентаризацию и, в случае необходимости, осуществлять усиление плит перекрытия.

Для чего необходимо усиливать перекрытия?

Усиление железобетонных плит перекрытия изготавливается для того, чтобы возобновить целостность плит, их рабочей особенности, а именно – несущей способности. Это происходит во время реконструкции строений, плановых ремонтных работ, надстройках дополнительных этажей или при нахождении определенных повреждений внешним осмотром. Также вероятен процесс подготовки для повышения несущей способности перекрытий при преобразовании расположения здания — в частности, если в нем предстоит зафиксировать массивное оборудование.

Наиболее общеизвестной причиной образования неполадок на горизонтально несущих конструкциях представляет собой коррозию арматуры, то есть продовольствия в этом процессе возрастают в размерах и часто являются причиной повреждения близлежащего бетона. Наряду с этим в конечном итоге поражения ржавчиной снижается сечение прутков армирующего каркаса, который ведёт к уменьшению несущей способности агрегата.

Находить проблематичные территории достаточно непросто, а именно, когда они скрыты отделочным текстилем. Важно – сосредоточенность к мелочам. Наглядные показатели износа плиты перекрытия:

• Формирование глубоких и неглубоких трещин.
• Возникновение сколов.
• Отслойка стягивания на полу или штукатурки на потолке.
• Образование темных или светлых пятен на поверхности.

Методика усиления выявляется квалифицированными людьми вследствие своеобразия неисправности и практических уникальностей горизонтально несущей конструкции.

Что необходимо сделать перед началом работ?

Сначала необходимо проанализировать состояние перекрытия и его практическую несущую способность. А это, в свою очередь, осуществляется по нижеприведенным понятиям:

• Визуальный осмотр – проявляются геометрические размеры, целостность армирующего каркаса, а также обнаруживаются повреждения конструкции.
• Инструментальный контроль – устанавливается действительный запас прочности полевыми методами, сечение арматуры, фиксируется раскрытие трещин и размер прогиба конструкции, толщина стяжки и штукатурки на потолке.

Общая технология усиления состоит из таких операций, как:

1. Выявляется тактика нарастания несущей способности и участок будущих работ.
2. Формируется проектно-техническая документация на закрепление перекрытия.
3. Производятся необходимые потребные расчеты для исправительных работ.
4. Поставляются закупки стройматериалов для регламентных работ.

Основные правила укрепления

Усиливаемая плита перекрытия – фактическая кладезь угроз, поскольку все неверные маневры могут спровоцировать ее обрушение. Для безвредного проведения восстановительных работ необходимо следовать следующему порядку:

1. Упрочнить конструкцию перекладинами в целях перераспределения активных нагрузок – можно взять металлические трубы, швеллера, брус большого сечения. Опоры при этом распираются клиньями и деревянными подкладками.
2. Необходимо очистить участки в местах, где предполагаются работы с красками или другими отделочными материалами, к тому же от осыпающейся штукатурки. Избавиться от ржавчины с арматуры и бетона посредством щетки по металлу и продезинфицировать специальным преобразователем коррозии.
3. Разобрать с верхней части плиты пол или убрать стяжку.
4. Досконально вычистить и обеспылить места соприкосновения старого и нового бетона.

Как укрепить монолитные плиты из железобетона?

Ввиду того, что монолитное перекрытие характеризуется внушительным весом, его упрочнение и ремонт нуждаются в предварительных расчетах несущей способности для того, чтобы выявить то, как на ней скажется дополнительная тяжесть. Конструктивное усиление и дополнительную обвязку арматурой производить совместно – вернее всех конструкций каркаса.

В целях использования укрепляющего армирования выбирают для работы арматурную сетку с определенными размерами ячейками, а именно 150х150, но допустимо использование более крупной сетки 200х200 мм, в большом размере прутки могут достигать диаметра 14-18 мм. Процесс последующей заливки усиливающего нового слоя бетона нужно производить ручным способом с предполагаемым устройством опалубки. Тем не менее, надежным способом упрочняющего бетонирования монолита является торкретирование. Этот способ предполагает применение специальной торкрет-пушки, с помощью которой бетонная смесь наносится равномерным набрызгом под очень большим давлением и создаёт дополнительный слой.

Плотность используемого метода под названием торкретирования бетонного слоя достигает до 5 см, а происходящий в процессе набрызг под давлением обеспечивает высокую прочность сцепления нового бетона со старым. Отметим, что при такой схеме работы, поверхность получается весьма рельефной и довольно ровно повторяет контуры уже сформированного армирующего каркаса. Но процесс штукатурки является обязательным этапом работы и по основанию необходимо будет пройтись инструментом.

С помощью схожей процедуры ;можно сооружать и сборно-монолитное перекрытие. Однако, важно заранее выполнить перераспределение нагрузок на основу несущей стены и/или значимые опорные элементы.

Усиление перекрытий ребристой конструкции

Близлежащие железобетонные конструкции ребристого типа постоянно разрушаются в одинаковой мере, из-за этого усиление ребристых плит перекрытия организовывается по такой технике:

• Поверх обеих плит вдоль продольных ребер вставляется 2 планки или уголка.
• Внизу изготавливается опалубка вроде прижатой к ребрам доски.
• Дополнительно внизу можно сделать затяжку из арматурной стали с применением специального анкерного устройства.
• Сформировавшийся своеобразный лоток поверх заливается бетоном с его уплотнением игольчатой вибробулавой с гибким валом.

Повышение прочностных свойств пустотных плит

Есть очень много методов усиления многопустотных плит, конкретный способ предпочитается в зависимости от характера разрушения и конструктивных нюансов перекрытия.

Основные методы усиления плит с конструктивными схемами:

Нижний подвод разгружающих металлических балок

Верхний подвод металлических разгружающих балок

Наращивание перекрытия сверху с обеспечением качественного сцепления

Наращивание плит сверху при недостаточном сцеплении поверхностей

Обеспечение неразрезности путем установки армирующих каркасов из арматуры

Применение шпренгельных затяжек

Верхняя установка разгружающих 2-консольных балок

Усиление дополнительной арматурой на полимеррастворе

Укрепление стеклотканью или листовым металлом на полимеррастворе

Современные методы усиления

Два последующих метода усиления перекрытий нужно разобрать конкретно:

1. Укрепление с применением углекомпозита – повсеместный метод, который можно применить для всех видов конструкции. Число слоев углеленты определяет степень упрочнения.
2. Метод Hilti с применением конкретных стержней и химического состава – применяется для повышения несущей способности плиты на продавливание.

Укрепление углекомпозитом

Метод усиления в зависимости от разновидности перекрытия:

1. Пустотные плиты – углекомпозитный холст накладывается на поверхность изделия снизу с конкретным шагом.
2. Монолитные перекрытия – лента прикрепляется вдоль всей поверхности. Наряду повышения прочностных характеристик, повышается и сейсмоустойчивость конструкции.
3. Ребристые плиты – композитный материал накладывается на нижней части ребер жесткости. Ещё дополнительно укрепляется хомутами из однонаправленной ленты опорная часть конструкций.

Метод усиления Hilti

Этот способ усиления содержится во вклеивании вокруг опорной колонны специальных анкеров HZA-P с помощью особого химического состава HIT-RE 500 в заранее просверленные отверстия. Прутки крепятся в нижней части перекрытия.

Вдобавок необходимо учесть, что малейшие искажение и неверно пробуренные либо смещенные отверстия могут стать причиной разрушения конструкции. Чтобы это предотвратить, нужно правильно соблюдать последовательность установки анкеров.

Этап усиления состоит из нескольких стадий:

1. Сверление отверстий под углом 45°. Форма подготовленного отверстия с расширенной под анкер горловиной.
2. Наполнение отверстий химическим составом и установка анкеров.

Техника усиления по методу Hilti – довольно простая, но имеет свои особенности. Здесь важно правильно соблюдать все указания разработчика и придерживаться оговоренной последовательности.

Если вам необходимо заказать плиты перекрытия, то следует обратиться в IS GROUP. Мы готовы предоставить различные конструкции, в любой регион страны. У нас вы сможете найти различные дорожные плиты, аэродромные плиты блоки ФБС, СВАИ, плиты перекрытия и многие другие плиты ЖБИ. Доставка осуществляется железнодорожным транспортом. Если в вашем городе нет компании, которая может обеспечить вас строительными материалами, то обязательно обратитесь к нам по телефону 8 (800) 300-66-56.

Усиление многопустотных плит перекрытия

Требуется усилить многопустотную железобетонную плиту в связи с увеличением полезной нагрузки на перекрытие.

Рис. 1.1 Поперечное сечение многопустотной плиты

Исходные данные. Параметры плиты до усиления:

• Номинальные размеры плиты в плане 1,2х6,0 м;
• высота h=220 мм;
• бетон тяжелый, подвергнутый тепловой обработке, класса В25 (Rb=14.5 МПа) ;
• рабочая продольная арматура стержневая 4ø18А-III (Rs=365 МПа).

Полезная нагрузка на плиту v = 12,5 кПа, в том числе длительная составляющая 0,7* v = 0,7 *12,5 = 8,75 кПа. Нагрузка от массы пола g=0,8 кПа.

Решение:

Определяем расчетную нагрузку на 1 м длины плиты.

Полная расчетная нагрузка на 1 м длины при ширине плиты B=1.2 м

q = q1*B = 19.26*1.2 = 23.11 кН/м;

где, q1 — расчетная нагрузка по табл. 1.1.

Находим расчетный максимальный изгибающий момент от полной нагрузки.

Расчетный пролет плиты:

где l – номинальный пролет плиты;

b_риг — ширина сечения ригеля.

Табл. 1.1 Нагрузка на 1 м2 перекрытия

Рис. 1.2 К определению несущей способности нормального сечения плиты: а – расчетная схема плиты; б – расчетное поперечное сечение

Определяем несущую способность нормального сечения плиты.

Рабочая высота сечения плиты:

h = h — a = 220 — 27 = 193 мм

где

Находим положение нейтральной оси из условия:

365*10 3 *1018*10 -6 = 371,57 кН 3 *0.9*1.16*0.031 = 469.28 кН

где, γ_b1 – коэффициент, учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки (γ_b1 =0.9 при продолжительном действии нагрузки).

Условие выполняется, если нейтральная ось находится в полке.

Определяем высоту сжатой зоны сечения:

Относительная высота сжатой зоны сечения:

Несущая способность нормального сечения:

Условие не выполняется; следовательно, требуется усиление плиты.

Коэффициент усиления:

т.е. необходимо повысить прочность плиты в пролете на 48,6 %

Расчет усиления плиты методом наращивания сечения

Рис. 1.3. К расчету усиления нормального сечения плиты пособом наращивания сечения: а – действительное нормальное сечение; б – расчетное нормальное сечение

Задаемся классом бетона усиления. Принимаем бетон класса В30 (на класс выше бетона плиты, R_b1 = 17.0 МПа)

Определим высоту сжатой зоны, предполагая, что нейтральная ось на ходится в пределах толщины нового бетона (рис. 1.3, б):

Рассчитаем толщину набетонки с учетом ее догружающего действия из выражения:

Толщина слоя нового бетона превышает 100 мм, что нежелательно вследствие значительного уменьшения полезной высоты помещения. Выполняем усиление дополнительным армированием.

Расчет усиления плиты методом дополнительного армирования

Рис. 1.4. К расчету усиления нормального сечения плиты способом дополнительного армирования: а – действительное нормальное сечение; б – расчетное нормальное сечение

Условие не выполняется; следовательно, нейтральная ось усиленного сечения находится в ребре.

Определяем коэффициент α_m:

Принимаем значение α_m = α_R= 0.387 По табл. находим коэф. ξ = 0,524

Вычисляем требуемую площадь сечения суммарной арматуры:

Выделим требуемую площадь сечения дополнительной арматуры класса А400 (R_s1 = 350 МПа):

где, m = 0.95 — коэффициент условий работы арматуры усиления при полной разгрузке перекрытия.

Принимаем 2∅25 А400 (A_s1,f = 982 мм 2 )

Определяем фактическую несущую способность нормального сечения после усиления.

где m₁ = 1.0 — коэффициент (отсутствует подварка стержней усиления к существующей арматуре);

Так как условие не выполняется, нейтральная ось находится в ребре. Высота сжатой зоны:

Рабочая высота усиленного сечения:

Относительная высота сжатой зоны:

Усиленное сечение переармировано.

Фактический изгибающий момент, воспринимаемый сечением плиты после усиления, составит:

Увеличиваем количество арматуры усиления, принимая 2Ø28 А400, либо выполним усиление плиты комбинированным способом, т.е. дополнительным армированием при одновременном наращивании сечения.

Расчет усиления плиты комбинированным способом

Рис. 1.5. К расчету усиления нормального сечения плиты комбинированным способом: а – действительное нормальное сечение; б – расчетное нормальное сечение

Назначаем набетонку минимальной толщины δ = δ_min = 50 мм. Принимаем бетон класса В30 (на класс выше бетона плиты, R_b1 = 17.0 МПа)

Условие выполняется; следовательно, нейтральная ось проходит в пределах нового бетона (следует стремиться к тому, чтобы нейтральная ось проходила в набетонке).

Определяем коэффициент α_m:

Требуемая площадь суммарной арматуры:

Выделим площадь сечения арматуры усиления, которую также принимаем класса А400:

Принимаем 2Ø14 А400 (A_s1,f = 308 мм 2 )

Определяем фактическую несущую способность нормального сечения после усиления.

Высота сжатой зоны:

Относительная высота сжатой зоны усиленного сечения:

По табл. 3.1 прил. 3 находим αm = 0,107

Фактический изгибающий момент, воспринимаемый сечением плиты, усиленной комбинированным способом, составит:

Увеличивая количество дополнительной арматуры, можно повысить запас прочности усиленной плиты.

Усиление отверстий в пустотных плитах перекрытий

В строительстве многоэтажных жилых домов и промышленных зданий повсеместно используются пустотные плиты перекрытия. Они являются одними из самых востребованных железобетонных изделий. С их помощью устраивают межэтажное и подкровельное пространство.

Круглопустотные плиты выпускают любых размеров, но при необходимости легко рубятся, несмотря на высокие прочностные характеристики.

Каждое отверстие в плите перекрытия заполнено воздухом, поэтому эти изделия обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами.

Эти изделия изготавливаются из тяжелого бетона, внутри них проложена продольная стальная напрягаемая арматура. Чтобы под весом вышеуложенных стен, края плит не деформировались, их заделывают легким бетоном. Что приводит к улучшению тепло- и звукоизоляционных свойств. Марка бетона, применяемого для изготовления пустотных плит, по прочности В15 или В25, а по морозостойкости F50. Стандартные размеры изделий: толщина – 220 мм, длина – от 2,4 до 6,3 м, ширина – от 1 до 1,8 м.

Потребность в усилении

Стержень участвует в перераспределении полезной нагрузки на балки, тем самым уменьшает пролет между ними.

На этапе проектирования здания производится расчет эксплуатационной нагрузки на перекрытия. Однако в процессе эксплуатации эти нагрузки нередко начинают превышать допустимые нормы. Установка каминов, крупногабаритных аквариумов, систем “джакузи”, опорных колонн оказывает непосредственное влияние на межэтажные плиты. По этой причине их несущая способность оказывается недостаточной. Однако основными причинами, требующими укрепления несущих конструкций, являются коррозия арматуры и старение бетона.

Помимо этого, в процессе эксплуатации здания возникает неудовлетворительное техническое состояние его конструктивных элементов. Усиление старого перекрытия может производиться разными способами. Радикальная мера – замена плит. Но она зачастую нецелесообразна как с точки зрения технических возможностей, так и экономических затрат. Способ ремонта здания и порядок выполнения работ определяются организацией, его проектирующей.

Основные этапы работ и их последовательность:

• Арматурные стержни следует очистить от бетона;
• Металл покрывается антикоррозийным составом;
• Разбиваются пустоты в железобетонной плите, после чего она очищается от мусора и щебня;
• Монтируются армирующие каркасы;
• Поверхность плиты бетонируется;
• По высыхании бетон покрывается грунтующим составом;
• Наносится штукатурный слой толщиной 10-15 мм.

Укрепление несущих элементов

Если монолитные плиты можно усиливать методом дополнительного бетонирования и установки дополнительных опор (ж/б или железных балок), то пустотные изделия ремонтируют, используя находящиеся внутри них отверстия. Это самый эффективный метод укрепить такие плиты.

Без точных технологических расчетов невозможно самостоятельное выполнение армирования.

Способы укрепления пустотных железобетонных изделий:

• Усиление дополнительным бетонированием. Оно не всегда целесообразно, так как у пустотных изделий довольно тонкая полка, по причине чего установка вертикальных стоек или бетонных перемычек становится довольно затруднительным делом;
• Установка опор. Если позволяют конструктивные особенности ремонтируемого здания, в проемах между железобетонными плитами возможна установка опорных стоек, выполненных поперечно уложенными стальными балками, которые должны опираться на опоры или подкосы. За счет чего однопролетная плита превратится в 2-, 3-пролетную;
• Армирование пустот;
• Усиление углеволокном или углепластиком.

Усиление армированием

Армировать можно монолитные перекрытия, которые создаются на месте, а также готовые плиты перекрытия.

Для этого устраивается отверстие в железобетонной плите перекрытия в зоне расположения пустотного канала. То есть пробивается полка и монтируется арматурный каркас. Такое укрепление решает сразу две задачи: производится дополнительное усиление с помощью армирования и увеличивается высота сечения изделия, так как поверх перекрытия устраивается набетонка.

Площадь соприкосновения старого и нового бетона увеличивается. Для обеспечения способности к их совместной деформации поверхность плиты требуется тщательно очистить. В большинстве случаев для этой цели сначала используется продувка сжатым воздухом, а затем – промывка струей воды. Что позволяет одновременно увлажнить поверхность, подготовив ее к заливке бетоном. Во время промывки важно не избегать образования луж воды.

Варианты установки армирующего каркаса

Толщина арматуры варьируется в зависимости от вида изделия.

• Если требуется усиление только в местах опоры самой пустотной плиты, то арматурный каркас следует располагать вдоль этой линии пролета;
• Если усиление требуется по всей площади перекрытия, то линии арматурных каркасов монтируют на протяжении всей длины пролета. Далее в образовавшиеся каналы заливается жидкий бетон вперемешку с мелким щебнем с обязательным добавлением пластификаторов;
• Если площадь опоры плиты недостаточна, то усиление железобетонного перекрытия осуществляют по одной из следующих схем: усиление крайних опор производится способом устройства отверстий в полке, а монтаж армирующих каркасов осуществляется с тем расчетом, чтобы они выходили за пределы перекрытий. Также возможно устройство вертикальных каркасов, которые должны быть расположены параллельно линиям пустот.

Усиление композитными материалами

Благодаря новейшим разработкам в области технологии укрепления несущих конструктивных элементов зданий и сооружений, появилась возможность производить усиление плит перекрытия углеводородными волокнами (углеволокно) и углеводородным пластиком (углепластик), что является самым эффективным методом внешнего армирования.

Преимущества композитных материалов:

• Эксплуатационные возможности здания намного увеличиваются;
• Эти материалы высокопрочные и способны противостоять любым агрессивным средам;
• С их помощью можно сохранить первоначальное сечение изделий из железобетона;
• Углепластик и углеволокно идеальны для усиления несущих элементов зданий;
• Эти материалы используются при установке обойм из бетона или металла;
• Время, требуемое на проведение ремонтных работ, значительно сокращается;
• Применение композитных материалов позволяет зданию выдерживать гораздо большие нагрузки, в несколько раз превышающие нормы, заложенные при его проектировании;
• Зачастую только использование углеволокна или углепластика позволяет сохранить здание, что используется при восстановлении памятников старины;
• Композитные материалы обеспечивают значительно большую сейсмоустойчивость зданий;
• Выпускаются в виде холстов или ленты шириной 300-600 мм и длиной 50 м, уложенной в рулоны.

Укрепление пустотных плит

На качество усиления конструкций композитами влияет состояние основания и качество его подготовки.

Холсты из углеволокна эффективны на тех участках, где действуют растягивающие напряжения. Внешнее армирование производится с помощью приклеивания к поверхности плиты или вклеивания в предварительно подготовленные проемы и трещины, которые предпочтительно делать таким образом, чтобы обеспечить минимальное нарушение целостности сечения железобетонного изделия.

Усиление можно сделать незаметным, сохраняя первоначальный вид перекрытия. Простота технологии укрепления несущих конструктивных элементов здания с помощью композитных материалов позволяет значительно ускорить ремонтные работы. Использование углеволокна позволяет снизить финансовые расходы, так как отпадает необходимость бетонирования, устройства отверстий, монтажа арматурных каркасов.

Технология устройства отверстий

В железобетонной пустотной плите в одной из ее пустот допускается выполнить 1-2 отверстия диаметром 15 см. Если возникла необходимость увеличить их количество, то нужно сделать перерасчет несущей способности перекрытия с учетом изменения напряжения в сжатой зоне бетона. В каталогах ж/б изделий для пустотных плит допускается возможность высверливания одного из ребер с удалением арматуры, что снизит несущую способность плиты перекрытия на 15%.

Монтаж отверстий алмазным бурением

Сделать дырку в бетонной плите можно, используя сверлильные машины и специализированные коронки различного диаметра. Это позволяет произвести бурение отверстия нужной формы до заданной глубины. Сверлить можно не только в горизонтальной плоскости, но и под различными углами наклона. Этапы работ:

Сверлить отверстия для систем канализации и кондиционирования следует с проектным уклоном, иначе нарушится правильная работа системы.

• Прежде всего следует выбрать подходящую модификацию установки алмазного бурения, ее комплектацию, необходимые инструменты. Решение принимается, ориентируясь на проектную документацию;
• Далее оборудование транспортируется на объект;
• На поверхности плиты осуществляется вся необходимая для бурения разметка: прежде всего находят центр отверстия;
• От этой точки, используя специальный шаблон, находят центр сверления. Здесь будет устанавливаться анкер, с помощью которого будет крепиться станина аппарата алмазного бурения;
• Перфоратором или ударной дрелью пробивают отверстие, предназначенное для установки анкера. Его (отверстия) диаметр должен соответствовать диаметру анкера, используемого в работе;
• С плиты и лунки удаляется пыль;
• Анкер устанавливается заподлицо с бетонным перекрытием;
• В него вставляется расклинивающее приспособление, по которому производится 2-3 удара молотком, после чего появляется возможность вкрутить анкерный болт;
• Далее производится установка станины бурильного аппарата, которую центрируют, используя специальный указатель центра бурения;
• После чего производится выравнивание станины и крепление ее с помощью специальных винтов;
• Алмазную коронку требуемого диаметра накручивают на шпиндель редуктора.
• К охлаждающей системе бурильной установки следует подключить подачу воды от центральной сети;
• При заходе алмазной коронки в бетон скорость ее вращения должна быть небольшой. После прохождения защитного слоя ее следует увеличить.

Отверстия для прокладки коммуникаций

Железобетон – композитный материал, его прочность обеспечивается совместной “работой” бетона и армирующего материала (арматуры). Если отверстие в плите сделать с помощью отбойного молотка, то арматура оголится. Поэтому рекомендуется резать плиту вдоль линии пустот, а усиление отверстий сделать с помощью железного уголка, приваренного к швеллеру.

Как произвести усиление проема:

• Рекомендуется произвести армирование проема с помощью установки металлической сетки в его нижней и верхней плоскостях. Сетку следует перевязать с арматурой;
• Усиление плиты производится по периметру отверстия швеллером и уголком;
• Если отверстие прямоугольное, перед бетонированием уложите 2-4 отрезка арматуры сечением 10-14 мм, расположив их под углом 45° к боковым сторонам отверстия.