Способы усиления перекрытий

В процессе длительной эксплуатации зданий постепенно снижаются прочностные характеристики частей строения. Стены и фундамент дома отличаются повышенным ресурсом эксплуатации по сравнению с расположенными под кровлей, а также между этажей элементами перекрытия. Для увеличения их нагрузочной способности и повышения долговечности осуществляется усиление перекрытий. В зависимости от особенностей проекта, в качестве перекрытия применяются бетонная плита, металлический профиль или деревянные брусья. Рассмотрим основные методы усиления различных конструкций.

Для чего необходимо усиливать перекрытия – актуальность и методы решения задачи

Выполнение мероприятий по повышению нагрузочной способности перекрытий из различных материалов осуществляется в следующих ситуациях:

• при ремонте квартиры, частного дома, офиса, гаражного, складского или производственного помещения;
• при производстве реставрационных работ, связанных с восстановлением и повышением прочности памятников архитектуры;
• при масштабной перепланировке помещений в жилых зданиях, а также перестройке объектов коммерческого и производственного назначения.

Ремонт перекрытия чаще всего предполагает замену элементов или фрагментов перекрытия, а также его усиления

О необходимости усиления свидетельствуют следующие факторы:

• значительное коррозионное разрушение арматурного каркаса в железобетоне;
• снижение сечения несущего элемента при продолжительном использовании;
• уменьшение способности балок воспринимать действующие на них нагрузки;
• существенные дефекты балок перекрытия, резко снижающие их прочность;
• разрушение армирования плиты и образование глубоких трещин в бетоне;
• локальное или полное разрушение балки перекрытия, сделанной из древесины.

В процессе ремонтных и восстановительных мероприятий осуществляется:

• частичная замена пришедших в негодность элементов;
• восстановление части плиты или увеличение толщины перекрытия;
• армирование поверхности плиты с помощью арматуры или металлической сетки;
• установка в месте соединения балок дополнительных опор или хомутов из стали.

Одной из вероятных причин снижения прочности перекрытий также является:

• нарушение технологии строительства;
• применение некачественных стройматериалов;
• резкое повышение нагрузки на потолки, стены.

Можно усилить конструкцию перекрытия путем установки опор или стальных хомутов, а также используя новую арматуру и бетон.

Строителям нужно будет применять индивидуальный метод усиления для каждого типа перекрытия:

• деревянного;
• металлического;
• железобетонного;
• ребристого.

Также причиной усиления перекрытий может стать нерациональный подбор строительных материалов

Выполнение работ по повышению нагрузочных характеристик различных перекрытий имеет нюансы. Независимо от материала, из которого изготовлено перекрытие, на ремонтируемом участке монтируются опорные стойки из древесины или металла. В этом месте также может устанавливаться колонна коробчатого сечения, обладающая повышенной прочностью. В процессе реставрационных работ и монтажа перекрытий важно соблюдать технологию и применять соответствующие материалы. Соблюдение указанных требований позволит не допустить непредвиденных ситуаций во время эксплуатации здания.

Список инструментов

• устройство опор;
• рубероид, кронштейны;
• стальные полосы либо стальные прутья;
• хомуты из стальных стержней.

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.

Заключение

Плиты перекрытия зданий и сооружений работают в тяжелых условиях эксплуатации. На данные конструкции воздействуют механические статические и динамические нагрузки, вредные атмосферные факторы, химические вещества. Поэтому расчет несущей способности плит перекрытия возможное ее усиление следует доверять профессиональным, опытным в этом вопросе компаниям.

Усиление плиты перекрытия – распространенные виды панелей

Усиление железобетонных перекрытий выполняется различными методами в зависимости от конструктивных особенностей плит. Применяются следующие разновидности плит:

• составные. Они широко используются в железобетонных перекрытиях жилых, производственных и коммерческих объектов. Сборные панели из бетона ложатся на несущие стены, а также продольно расположенные ригельные балки или железобетонные фермы;
• цельные. Они формируются путем непрерывной заливки марочного бетона в предварительно установленную опалубку с арматурным каркасом. Монолитная конструкция также собирается из стандартных железобетонных элементов, которые после монтажа плит перекрытия заливаются толстым слоем бетонного раствора.

Для сооружения перекрытий применяют различные виды панелей:

• полнотелые. В них отсутствуют внутренние полости. Цельные плиты в основном применяют для нижних этажей строений, а также на производственных объектах. Характерными разновидностями полнотелых панелей являются ребристые, кессонные, а также безбалочные плиты. Ребристые плиты легко отличить по трапецеидальному сечению и наличию продольно расположенных ребер. Длина элементов достигает 12 м, что позволяет использовать их для формирования перекрытий на различных строительных объектах;
• пустотелые. Они отличаются наличием шести продольно расположенных каналов круглого или овального сечения. Длина пустотных плит составляет от 3 до 6 м. Пустотные изделия, имеющие уменьшенный вес, востребованы при возведении жилых и административных многоэтажных зданий. Конструктивные особенности панелей, связанные с наличием внутренних полостей, отрицательно сказываются на прочностных свойствах. Для повышения надежности строительных конструкций изделия нуждаются в усилении.

Восстановление и усиление может предусматривать выявление запасов прочности

Наряду с указанными видами перекрытий применяется следующие конструкции:

• сформированные каркасом из деревянных брусьев;
• выполненные из металлических балок двутаврового сечения.

Строительные конструкции из деревянных и стальных балок применялись в зданиях, построенных в 19-20 веках. Свободное пространство между горизонтально расположенными элементами из древесины и металла армировалось и заполнялось бетоном. В результате формировалась монолитная поверхность. Перекрытия на базе деревянных и металлических балок хорошо сохранились до нашего времени, однако нуждаются в дополнительном усилении.

Собираемся усилить перекрытие из древесины – важные моменты

Необходимость ремонта перекрытий из древесины связана со следующими моментами:

• частичным или полным повреждением деревянных балок;
• разрушением других элементов деревянного перекрытия;
• уменьшением площади поперечного сечения несущих брусьев.

Необходимость усиления деревянных балок возникает чаще всего в связи с их разрушением или частичным повреждением

Для восстановления деревянной конструкции потребуются следующие материалы и инструменты:

• доски или балки с минимальной толщиной 4 см;
• листовой рубероид для гидроизоляционных работ;
• саморезы или гвозди для крепления накладок;
• молоток или профильная отвертка;
• состав для антисептической обработки.

Усиление перекрытий из древесины выполняется различными способами:

• заменой поврежденных брусьев. Данный метод применяется при значительных повреждениях деревянных конструкций по всей их длине. Технология предусматривает демонтаж пришедших в негодность балок и установку новых брусьев из древесины или металла в имеющиеся на капитальных стенах гнезда. Процесс замены брусьев связан с локальным восстановлением перекрытия между ними. В процессе демонтажа поврежденных балок несложно сформировать часторебристую конструкцию, располагая элементы на равном расстоянии друг от друга;
• увеличением общего количества опорных брусьев. Для уменьшения величины нагрузки, действующей на горизонтально расположенную балку, следует между имеющимися брусьями установить дополнительные опорные элементы. Уменьшив интервал между ними, и увеличив количество брусьев, профессиональные строители обеспечивают повышение несущей способности деревянного перекрытия. Наряду с изменением количества опорных элементов целесообразно использовать балки увеличенного поперечного сечения, повышающие прочность конструкции;
• усилением деревянных брусьев перекрытия. Повышение прочности балок в опасных сечениях и поврежденных участках обеспечивается путем установки специальных накладок. В качестве накладок применяют бруски или доски толщиной от 4 см, а также металлические пластины, размещенные с противоположных сторон балки. Фиксация накладок осуществляется как на поврежденном участке, так и по всей длине брусьев. Важно обеспечить надежность крепления накладок, гарантирующих жесткость поврежденного участка.

Замена деревянных балок, которая необходима только в том случае, если они подверглись повреждению по всей своей длине

При выполнении работ обратите внимание на следующие моменты:

• антисептическую обработку имеющихся и добавляемых деревянных элементов;
• изоляцию деревянных брусьев в местах контакта со стенами с помощью рубероида.

Обратите внимание, что древесина, к которой должна крепиться подшивка, не должна быть трухлявой. Завершив усиление деревянного перекрытия, надежно закрепите потолок и пол к брусьям.

Какие факторы свидетельствуют о необходимости усиления

Необходимость укрепления плит связана в основном с временным факторам:

• в процессе длительной эксплуатации снижается способность перекрытий воспринимать нагрузки;
• при продолжительном использовании перекрытий ухудшается их техническое состояние;
• при постепенном нарушении целостности кровли и проникновении влаги внутрь помещения возникает коррозия арматуры.

Не всегда удается обнаружить прослабленные места перекрытия. Поврежденные участки, расположенные в нижней части монолитного или сборного перекрытия, бывает проблематично визуально определить. Достаточно часто они расположены под слоем декоративной штукатурки, находятся под подвесным потолком или покрыты слоем краски.

Усиление плит перекрытия может предполагать повышение сечения конструктивных элементов

При осмотре важно обращать внимание на следующие моменты:

• отслаивание бетона от верхней или нижней поверхности панелей;
• глубокие и поверхностные трещины на поверхности плит;
• отслоение цементной стяжки от железобетонной основы;
• нарушение целостности напольного покрытия;
• коррозионное разрушение арматурного каркаса;
• появление на бетонной поверхности светлых или темных пятен;
• образование на поверхности плит ржавых разводов;
• разрушение защитного слоя бетона и обнажение арматуры;
• повышенную величину прогиба элементов перекрытий;
• неравномерность поперечного сечения элементов несущих конструкций;
• значительное разрушение деревянных и железобетонных балок перекрытия.

В зависимости от вида дефектов специалисты принимают решение выполнить усиление плиты перекрытия снизу или усилить поверхность новым арматурным каркасом и забетонировать сверху.

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.

Распространенные схемы усиления монолитных перекрытий

Профессиональные строители используют различные схемы укрепления перекрытий:

• дополнительное армирование поврежденного участка с последующим бетонированием;
• увеличение толщины плит за счет формирования дополнительного слоя железобетона;
• торкретирование поверхности железобетонной основы марочным бетонным раствором.

Выбор оптимальной схемы укрепления производится индивидуально в зависимости от конструктивных особенностей перекрытия.

Часторебристая конструкция

Часторебристые перекрытия более всего распространены при строительстве частных домов со сложной формой, домов со стенами из поризованной керамики или легких бетонов, а также каркасных домов.

Его возможно закрепить так же, как и плиту из железобетона. Другим методом выступает выполнение дополнительных железобетонных ребер, которые расположены параллельно существующим ребрам. На этот случай в месте исполнения нового ребра над пустотелыми блоками заполнения бетон демонтируют. После этого в видимых железобетонных блоках открывается середина и вырезается часть верхней поверхности. Таким способом создается пространство, в которое можно проложить арматуру после удаления щебня и очистки, а потом бетон.

В результате выполнения дополнительных железобетонных ребер уменьшается мощность, которая приходится на 1 ребро, что дает возможность увеличить нагрузку на конструкцию полностью.

Способ усиления перекрытия многопустотной конструкции

Для укрепления конструкции из пустотных панелей применяются различные строительные приемы:

• формирование на поверхности дополнительного слоя бетона, усиленного стальной арматурой;
• усиление плит с нижней стороны железобетонного массива с помощью стальной арматуры и бетонирование;
• локальное армирование поврежденных участков и заливка полостей бетонным раствором;
• укрепление железобетонных панелей арматурой и бетоном в местах контакта с поверхностью стен.

Какой способ выбрать для конкретной ситуации, решают специалисты.

Усиление плит

В случае если мощность достаточно большая, приходится разбирать часть существующего монолитного перекрытия, а после выполнить новое. Конструктор делает проект усиления бетонных конструкций в зависимости от планируемой мощности на перекрытие. Стальные балки выступают несущими компонентами новой конструкции. Размер, количество и сечение находятся в зависимости от величины нагрузки. Между балками возможно запроектировать плиту Клейна (наполнение из кирпича, которое армировано стержнями, а они уж опираются на полки) или железобетонную плиту.

Как повысить несущую способность монолитного перекрытия

Для повышения нагрузочной способности цельного перекрытия из железобетона используют различные методы:

• сооружают на проблемных участках опорные конструкции, предназначенные для усиления. Это позволяет перераспределить действующие нагрузки;
• повышают несущие характеристики имеющейся строительной конструкции. Для этого производят полную замену устаревшего перекрытия или его частичное восстановление.

Установка дополнительных опор под проблемными участками позволит обеспечить неподвижность конструкций.

Повышение прочностных свойств плит – заключительные моменты

Планируя выполнить усиление плиты перекрытия снизу или в ее верхней части, важно проанализировать состояние имеющейся конструкции и рассчитать величину действующих нагрузок. При повышенной величине нагрузки, в зависимости от конструктивных особенностей перекрытия, следует определиться с сортаментом элементов усиления и тщательно изучить технологию осуществления реставрационных мероприятий. Предварительно разработанный проект облегчит выполнение строительных работ. Консультация профессиональных строителей позволит избежать серьезных ошибок.

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.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...