Как и где применяется внешнее армирование углеволокном?

В некоторых случаях, покупатели земельных участков, на которых находятся старые и ветхие здания, не хотят готовить новое основание под свой будущий дом, т.к. демонтаж старого и монтаж нового выльется в немалую сумму денег. Но, при этом, они не знают, как укреплять фундамент уже существующего здания, особенно с колоннами, да и вообще не слышали про такую необходимость. А она есть.

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

Работы по усилению плиты перекрытия проводились на жилом 10-ти этажном доме (ЖБ МКД). Дата проведения работ — апрель 2012 года. Заказчик: ООО «Техстрой» («Костромагорстрой»).

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

Cпособ наружного усиления строительных конструкций появился благодаря такому высокотехнологичному изобретению, как искусственное углеродное волокно (углеволокно).

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

Углеволокно — высокопрочный, высокомодульный, линейно упругий материал. Он применяется в виде холстов, а также лент. Усиление углепластиком относят к внешнему армированию, поскольку материалы крепятся на конструкции с помощью монтажного клея (эпоксидного, эпоксиполиуретанового или полимерцементного). Они эффективно реагируют на приращение деформаций конструкции, в них возникают большие приращения усилий.

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

Прежде всего, это свойство обусловило применение углеродного волокна для усиления железобетонных конструкций. Поскольку предельное удлинение этого материала значительно больше, чем у бетона, в большинстве случаев рабочие усилия в углеволокне значительно меньше предельных и разрушение усиленного углеволокном образца как правило происходит по контактному слою между элементом внешнего армирования и бетоном. Исключением является работа поперечных бандажей колонн из углеволокна.

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

Быстрота и легкость монтажа элементов внешнего армирования из углеволокна является основным преимуществом нетрадиционного способа. Кроме того, внешнее армирование не искажает эстетический облик конструкции, при этом процесс усиления становится значительно проще, чем традиционные технологии.

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

Данный способ является наиболее оправданным при необходимости усиления уникальных или дорогостоящих конструкций, например, памятников архитектуры, транспортных и гидротехнических сооружений, реконструкция которых другими способами затруднительна или невозможна вообще. Такая технология на сегодняшний момент является наиболее практичным способом повышения эксплуатационных характеристик любых элементов здания или сооружения.

Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM
Усиление плиты перекрытия с применением ленты углеродной FibARM

способы и показания к применению

Усиление железобетонных конструкций — это давно уже не просто блажь, а действенный способ увеличить время эксплуатации отдельных элементов и всего жилища в целом. В данной статье будут описаны методы подобного усиления, также рассмотрены все их тонкости и способы реализации главных методов.

Для чего требуется усиление конструкций?

Операции, направленные на усиление железобетонных плит, необходимы для улучшения их несущих характеристик, времени функционирования, а также дают возможность проводить реставрационные работы различных элементов после долгого износа либо утери каких-либо характеристик под влиянием отдельных факторов.

Работы по усилению железобетонных конструкций

Данные операции подразумевают большой перечень функций и мероприятий, которые необходимы для обеспечения разных эффектов.

Общие сведения

Необходимо помнить, что речь идет о важных и ответственных строительных операциях, для которых важно наличие определенных навыков проектирования и обладание довольно высокой квалификацией для верного расчета всего процесса. В перечень данных мероприятий по укреплению железобетонной конструкции могут добавлять некоторые операции. К ним относятся ликвидация неисправностей и брака с помощью инъектирования либо склеивания отдельных элементов. В общем, все, что необходимо для реконструкции целостности строения.

Операции, связанные с усилением железобетонного изделия причисляют к процессам повышенной сложности, поэтому их принято считать более серьезными, нежели простые монтажные работы. Это объясняется тем, что при восстановлении плит либо перекрытий человек не имеет возможности учесть все нюансы работы, ведь исходное положение не совсем ясно и точно. Тем более, процесс напрямую связан со старыми строениями и потребитель не знает положения внутренних элементов, перекрытий, арматурного каркаса, реального распределения давления и многих других необходимых нюансов.

Более того, подобная операция весьма опасна и нуждается в четком следовании инструкциям техники безопасности и большого количества страховочных мероприятий. Необходимо учесть специфические условия монтажа, во время которых функционировать необходимо в ограниченном пространстве, без возможности остановить работу, со стесненным доступом инструментов и многими другими обязательными сложностями. Все это указывает на некоторые ограничения и обязывает особенно тщательно подбирать работников для строительства.

Важно знать, что зачастую многие процессы требуют быстрого выполнения и не допускают отсрочек. Все это также делает работу весьма непростой и обязывает четко и тщательно планировать технологии, методики и график строительства. Беря во внимание все указанные трудности и тонкости, немудрено, что такие процессы регулируются специальными госслужбами и высококвалифицированными специалистами. Созданные проекты требуется согласовывать во многих инстанциях, и что немаловажно, они должны быть максимально правильно оформлены.

Читайте также:  Размер минимального опирания плиты перекрытия на кирпичную стену

Показания к применению работ по усилению перекрытий

Стоит помнить, что в данном списке указаны лишь главные проблемы, по причине которых возможно принятие постановления о том, что ту или иную железобетонную конструкцию необходимо усилить.

Дабы к железобетонным конструкциям применили некие работы по укреплению, необходимо принятие соответствующего решения. Для вынесения такого постановления может потребоваться обследование, в котором железобетонные плиты исследуют. С помощью данного исследования появляется возможность выяснить все свойства компонентов, которые необходимо усилить, а также узнать предельные возможности крепости и наносимые нагрузки на все элементы.

По результат исследования выполняются расчеты, и создается проект, в котором, прописаны все элементы, которые подлежат усилению. Также там прописывается вся необходимая техническая информация и финансовые траты на данные работы. Расчет укрепления перекрытий, плит и других железобетонных элементов – это серьезная и непростая операция. Обычно данную работу поручают специальным проектным компаниям.

Как усилить?

Чтобы укрепить бетонный дом либо его отдельные элементы, имеется большое количество способов. Однако в данной статье мы рассмотрим лишь некоторые методы работы с конструкциями. В некоторых железобетонных конструкциях используют подобные технологии увеличения характеристик различных элементов в жилищах:

Понятно, что технологии и связанные с ними размеры процедур настолько разные, что детальное объяснение каждого отберет слишком много времени. Но существуют общие правила, которые применимы для каждого из имеющихся методов.

Заключение

Посредством укрепления железобетонных перекрытий, плит и прочих элементов, можно увеличить время эксплуатации сооружения, ликвидировать небезопасное либо аварийное состояние, приготовить здание к перестройке либо изменению планировки.

Эти операции считаются сложными и весьма ответственными, поэтому требуют тщательности и серьезности.

Усиление фундамента

Усиление фундамента может понадобится, когда при небольшой перестройки дома вдруг появляются трещины стен, заклинивает окна и двери, и даже на глаз видно, что дом слегка покосился… тяжелый диагноз ясен – фундамент требует усиления. Причины могут крыться не обязательно в произведенных надстройках и перестройках дома. И встречаются ситуации, когда по весне необходимо усиливать и реконструировать фундамент дому, строительство и заселение в который было завершено предыдущей осенью.

Усиление фундамента

Ситуации, при которых стоит выполнить усиление

Усиление фундаментов необходимо в следующих случаях:

  • При деформации почвы со сдвигом. В таких случаях производится усиление с целью нейтрализовать природное движение почвы и воздействие грунтовых вод. Часто такая ситуация возникает при реставрации памятников архитектуры, которые установлены на старых почвах, уже подмытых водой, или карстовых отложениях;
  • При возведении дополнительных надстроек и мансардных этажей, которые не предусмотрены проектом застройки;
  • При увеличении несущей бетонной рубашки за счет углубления подвала;
  • Если на соседних участках начинается мощное механизированное строительство.

Перед началом работ нужно подробно изучить состояния основания, чтобы определиться с ключевыми проблемами и способами их устранения. Если нужно узнать, в каком состоянии фундамент, делаются глубокие проколы, вплоть до подошвы основания.

Ситуации, при которых стоит выполнить усиление

Метод инъектирования.

Потом, на основе полученных данных, выполняются реставрационные чертежи, берутся образцы почвы, бетонной рубашки основания и гидроизоляции подземной части, чтобы определиться с причинами возникшей деформации. Также рекомендуется брать образцы подошвы, но выполнять такие процедуры своими руками без специального оборудования и буровой установки не рекомендуется.

Каким образом обеспечивается усиление металлоконструкций?

Для каждого элемента таких конструкций выбирается собственная методика. Сжатые стойки усиливаются с помощью телескопических труб, которые предварительно напряжены. Также могут применяться элементы, которые используются в других профилях с жесткой структурой.

В стойке для разгрузки здания имеются две трубы нужного диаметра. Труба внутри находится в сжатом состоянии. В то же время наружная труба имеет растянутый вид. После введения одной трубы в другую благодаря ее нагреву газовыми горелками последнюю обходят сваркой по всему периметру. Остыв, наружная труба сокращается. В результате она плотно обхватывает трубу внутри. Этот элемент, предварительно напряженный, ставят рядом со стойкой, которую нужно усилить. Затем ее плотно устанавливают под конструкцию здания.

Для усиления балок из металла применяется метод, который позволяет увеличить их сечение. При этом показатель разгрузки должен составлять примерно 60 %. Фермы укрепляются с помощью решетчатых элементов. Также в этом случае могут быть изменены схемы расчета элементов. Для усиления соединений с помощью заклепок применяются предварительно напряженные болты.

Сварные швы при недостаточной прочности усиливают путем увеличения их длины. Если элементы сварных конструкций в большой степени сжимаются, изгибаются или растягиваются, их усиливают путем увеличения сечений. Для этого к основной детали привариваются новые дополнительные элементы.

Увеличение сечения или повышение его жесткости позволяют улучшить несущую способность элемента. Но в результате нагрева элемента в процессе сварки данная характеристика может изменяться в сторону уменьшения. При усилении элемента под нагрузкой ни в коем случае не рекомендуется накладывать швы поперек элемента. Во многом повышение несущей способности элемента зависит от режима и направления сварки, а также от его толщины и ширины.

Читайте также:  Устройство бетонного пола по грунту — пошаговая инструкция

Монтаж металлоконструкций для усиления здания осуществляется строго по требованиям СНиП и ГОСТ, а также в соответствии с рекомендациями архитектурных и строительных научно-исследовательских институтов. Большое внимание при проведении восстановительных работ уделяется соблюдению правил безопасности, чтобы исключить риск разрушения старых металлоконструкций, которые уже имеют длительный срок эксплуатации. При выполнении работ по усилению металлоконструкций может быть выбран способ без изменения или с изменением расчетной схемы. Во втором случае увеличивают сечения элементов, заменяют существующие конструкции новыми или дублируют существующие конструкции.

Способы усиления деревянных балок

Предлагаемые в статье способы усиления деревянных балок перекрытия позволят продлить срок службы конструкций, где такие балки имеются. Процесс этот очень важный, а в некоторых случаях просто необходим. Ведь балки перекрытий изготовленные из дерева с течением времени приходят в абсолютную или частичную негодность, угрожая разрушению всего строения. Причин для этого много: сырость, грызуны, резкие перепады температур, да и просто естественный износ от переносимых нагрузок.

Содержание

  • Применение накладок.
  • Усиление металлом.
  • Увеличение площади сечения.
  • Армирование углеволокном.

Применение накладок

Применение накладок для усиления и ремонта балок перекрытия используется в том случае, когда есть повреждения на определенном участке. Смысл реставрационных работ заключается в установке с двух сторон проблемного места деревянных накладок, которые крепятся к целым частям бруса болтами в комплекте с гайками и шайбами.

Причем накладки можно ставить как с боков балки, так сверху и снизу. Однако, в любом случае для ремонта необходимо использовать высохшею древесину, обработанную антисептиком или антигрибковым раствором.

Если участок балки перекрытия поврежден до такой степени, что от него не осталось практически ничего ‒ накладки необходимо установить по всей длине балки: от одной стены до другой. В местах примыкания следует использовать металлические профили. В частности стальной протез, который представляет собой согнутую под 90º металлическую полосу или металлический прут соответствующего диаметра.

Усиление металлом

В продолжение темы способов усиления деревянных балок перекрытия с помощью стального протеза, нужно заметить, что металл применяется не только в местах примыкания балки к стене.

Его с успехом можно применять так же и в качестве накладок взамен деревянных. При этом любые металлические профили перед установкой должны пройти антикоррозийную обработку. Проще говоря, окрашены.

Кроме полос и профилей круглого сечения в качестве накладок можно использовать швеллер, уголок или просто листовой металл. Все металлические профили крепятся к участкам деревянных балок так же с помощью комплекта: болт, гайка, шайба.

Принимая решение в пользу усиления деревянных балок металлом необходимо учесть тот факт, что металл стоит дороже дерева. К тому же, он имеет больший вес, что может быть служить дополнительной нагрузкой на саму балку.

Увеличение площади сечения

Увеличение площади сечения несущих деревянных балок оправдано в том случае, когда изначально неправильно был сделан расчет перед их установкой или в результате потери прочности в следствие естественного износа. Практически этот вариант похож на усиление с помощью деревянных накладок, но по всей длине балки.

Различие заключается в том, что между основной балкой и материалом для увеличения площади сечения прокладывается гидроизоляция. Кроме того, если усилители деревянные, их нужно обработать антисептиком. В случае варианта из металла, последний подлежит антикоррозийной обработке.

Если существует большой прогиб, перед установкой дополнительного материала балки следует выпрямить с помощью домкрата или установкой вертикальных опор из бруса круглого, или прямоугольного сечения.

Армирование углеволокном

Армирование углеволокном ‒ это способ усиления деревянных балок перекрытия, который является не совсем традиционным, однако используется в случаях где помещение имеет небольшую площадь или же по другим причинам, когда вышеописанные способы применить не представляется возможности.

Углеволокно является инновационным материалом, который прекрасно справляется с любыми механическими нагрузками, в том числе и нагрузками на изгиб.

Выпускаются элементы из углеволокна в различных модификациях, включающих пластины, листы, нити, ленты или просто в виде тканей. Сам процесс армирования балок углеволокном заключается в накладывании слоев с помощью клея (эпоксидной смолы) друг на друга до получения достаточной жесткости балки.

После застывания клея слои представляют собой монолитное покрытие, по своим характеристикам не уступающим металлу.

Как усилить

Для упрочнения отдельных элементов или всей конструкции используют самые разные методы и способы. Одни из них применяются чаще, другие – реже, но все они способны повысить характеристики железобетонных элементов и устранить определенные проблемы.

Читайте также:  Как правильно положить и закрепить лаги к бетонному полу

Как усилить железобетонную конструкцию:

Штукатурка для реставрации элемента, изоляции арматуры и защиты от коррозии, ликвидации повреждений на поверхности. Инъектирование в поврежденные зоны для реставрации. Нанесение раствора бетона под давлением с применением специального оборудования – метод торкретирования. Благодаря высокой скорости подачи и давлению слой бетона становится плотным и прочным.

Укрепление перекрытий, иных элементов за счет создания особых обойм над самой конструкцией: изнаночный каркас, бетонирование заливкой раствора в опалубки, нанесение смеси слоями с вибрацией. Упрочнение плиты цоколя с применением специальных анкеров, обойм, поясов. Упрочнение ЖБ элементов карбоновым волокном, кевларом, другими аналогичными веществами. Установка разгружающих компонентов – это могут быть консоль, распорка.

Усиление железобетонных конструкций позволяет существенно продлевать срок эксплуатации зданий и элементов, ликвидировать небезопасные зоны, устранять последствия аварий, качественно подготовить сооружение к изменению планировки или перестройке и т.д.

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.

Способы

При возведении сооружений и зданий применяются самые разные виды плит перекрытия: монолитные, ребристые и многопустотные. В зависимости от разновидности панели, условий использования и вида разрушения специалист, занимающийся координацией строительных работ, выносит решение, какой вид либо виды усиления использовать. Решение утверждается в каждом определенном эпизоде, выполняется прочностный расчет усиления конструкции, а также согласовывается и утверждается технический проект.

На текущий момент имеются такие методики усиления поврежденной панели перекрытия: укрепление плит перекрытия железными балками, углеродным волокном, а также усиление панели перекрытия снизу либо сверху наращиванием бетонного слоя и арматуры. Проанализируем способы восстановления способности выдерживать нагрузку панели перекрытия детальнее.

Укрепление деревянного перекрытия

Как правило, подобные конструкции восстанавливаются вследствие повреждения либо нарушения целостности балок. В этом случае деревянные перекрытия укрепляют либо меняют на балки большего сечения. Когда помещение меняет собственное назначение, или возрастает нагрузка на конструкцию, следовательно, требуется произвести укрепление балок, поменять их на наиболее укрупненные либо увеличить число и разместить их плотнее.

Для работы потребуются:

  • гвозди;
  • молоток;
  • клей, чтобы оклеить балки рубероидом;
  • противогнилостное вещество.

Потребуются и соответствующие материалы:

  • доски либо бруски;
  • рубероид для изолирования древесины.

Укрепление балок производится посредством брусьев либо досок надлежащей толщины, которые приколачиваются с двух сторон. Доски, применяемые для накладок, должны быть толщиной не меньше 38 миллиметров, а вот вычисление сечения брусков и толщины должен выполнять проектировщик.

Если совокупность сил, приложенных к конструкции, становится больше, потребуется приумножить и максимальную нагрузку балок посредством фиксации накладок на всю их длину. Если необходим ремонт испорченных балок, накладки применяются лишь в нужных местах. В основном их укрепляют на концах. Причина дефекта балок в этом месте вызвана их неверным опиранием о стенку. Появление конденсатной влаги благоприятствует тому, что дерево прогнивает и лишается прочности в районе соприкосновения со стеной.

Дабы исключить подобную проблему, концы балок необходимо обработать противогнилостным веществом и покрыть рубероидом.

Укрепление многопустотных перекрытий

Для усиления конструкции из пустотелых плит практикуются самые разные строительные методы:

  • создание на поверхности вспомогательного слоя бетона, усиленного посредством стальной арматуры;
  • упрочнение пустотных панелей с нижней стороны ж/б массива посредством бетонирования и стальной арматуры;
  • локальная армировка дефектных районов и заливка полостей раствором бетона;
  • упрочнение железобетонных плит бетоном и арматурой в районах соприкосновения с поверхностью стенок.

Для промежуточных опор это можно сделать монтажом единых вертикальных конструкций в заранее подготовленные отверстия приопорных областей соседних плит и дальнейшим бетонированием каналов со вспомогательной арматурой. В таком варианте плиты функционируют как неразрезные балки.

Два способа усиления монолитных перекрытий

Укрепление монолитной железобетонной конструкции производится несколькими методами. Прежде всего для работы потребуется инструментарий и подходящие материалы:

  • перфоратор;
  • отбойный молоток;
  • бетоньерка;
  • электросварочный аппарат;
  • двутавровые балки, швеллеры, уголки;
  • шпильки;
  • доски под опалубку;
  • бетон (паста ПВА, щебенка, песок, цемент).