Способы усиления деревянных балок перекрытий

Искусственно созданные инженерные конструкции из армированного бетона не вечны. Структурные изменения материала ведут к потере прочности. Снести разрушающееся здание, или провести его реконструкцию, определяют, основываясь на экономической целесообразности.

Подробный обзор

Нормативные документы

Независимо от причины, требующей восстановления или усиления отдельных строительных узлов или всего здания, работы ведутся по существующим стандартам, в определенной последовательности. Определяющими документами для методов усиления с использованием дополнительного армирования, бетонирования конструкций являются:

  • СНиП 52-01-2003 с изменениями 1,2,3 внесенными в 2015 году.
  • Свод правил СП 164. устанавливает требования к проектированию для усиления бетонных конструкций углеволокном и другими композитными материалами.
  • Руководящий документ РД-22-01-97. В нем говорится: «к обследованию привлекают экспертов из специализированной организации, с лицензиями от Госгортехнадзора и Госстроя России». Ст.1 п 1.3. Здесь предписаны правила по организации безопасной работы при обследовании зданий и сооружений.

Документальная база построена на основании требований ГОСТ и ссылается на них.

Работы по обследованию конструкций ведутся после выполнения мер безопасности владельцем объекта, и оформляются наряд-допуском. По результатам экспертизы специалисты выдают рекомендации по усилению железобетонных конструкций.

Материалы обследований передаются в проектную организацию. При составление Технического задания на проектирование устанавливают цели и задачи реконструкции. Проект реконструкции включает:

  1. Способы и методы решения задачи.
  2. Подбор материалов, схему и технологию укрепления или усиления конструкции.
  3. Расчет конструкций на функциональность после восстановления.
  4. Материально – техническое обоснование.

В основу проекта ложатся подробные расчеты на основании методических указаний и допусков , которые должны соответствовать СНиП и ГОСТ.

Усиление пустотных плит перекрытий

Эффективность усиления плит набетонкой

Набетонка — это одностороннее наращивание сечения сверху. Сама технология производства работ под­разумевает снятие всей полезной нагрузки с усиливаемой плиты, по­этому усиленная конструкция рабо­тает как монолитная. Набетонка уве­личивает плечо внутренней пары сил, следовательно, увеличивает и несу­щую способность плит. Например, если на плиту толщиной 80 мм сде­лать набетонку толщиной 30 мм, то несущая способность вырастет в 1,4. 1,5 раза. Однако подобный оп­тимистический результат возможен только при условии идеального сцеп­ления нового бетона со старым, т.е. при отсутствии взаимного сдвига сло­ев, что обеспечивается комплексом подготовительных мероприятий.

К сожалению, далеко не всем строителям можно довериться в обеспечении должного качестве этих работ. Если все указанные мероп­риятия не выполнить, то сцепление не будет обеспечено, и общая не­сущая способность будет опреде­ляться из условия совместных дефор­маций набетонки и плиты как от­дельных слоев, что резко снизит их суммарную несу­щую способность. Поэтому опытные проектировщики не без оснований предусматривают установку в суще­ствующие плиты вертикальных шты­рей (арматурных коротышей) с оп­ределенным шагом в обоих направ­лениях, которые, работая как наге­ли, препятствуют сдвигу нового слоя относительно старого. В результате простота подобного усиления ста­новится сомнительной. Есть и дру­гой способ, так же надежно обес­печивающий совместную работу старого и нового слоев бетона, — просверливание с определенным ша­гом отверстий в старом слое, кото­рые затем заполняются бетоном нового слоя, что, в итоге создает шпоночные соединения, препятству­ющие сдвигу.

Не следует также забывать о том, что толщина набетонки в реальном исполнении колеблется в широких пределах (с отклонениями, как пра­вило, более ±10 мм), в связи с чем проектную толщину набетонки при­ходится назначать обычно не ме­нее 50 мм. А это — не только уси­ление, но и существенное утяжеле­ние плит, следовательно, и увели­чение нагрузки на все ниже распо­ложенные конструкции, вплоть до фундаментов. Кроме того, новый слой бетона необходимо армиро­вать сетками — не для обеспече­ния прочности, а для уменьшения вредного влияния усадки. В силу всех этих причин набетонку следует при­менять тогда, когда другие способы усиления оказываются неприемле­мыми.

Усиливать пустотные плиты одной набетонкой не всегда целесообраз­но, потому что у них тонкая полка, в которую невозможно установить вертикальные штыри или устроить бетонные шпонки. Если позволяют условия, можно в пролете плит подводить дополнитель­ные опоры в виде поперечных сталь­ных балок, опирающихся на стойки или подкосы, т.е. превратить плиты из однопролетных в двух- или трехпролетные. Однако при подведении опор выполнять частичное разгружение плит следует продуманно, па­мятуя об отсутствии продольной ар­матуры в верхней полке и об отсутствии поперечной арматуры в средней части пролета, т.е. там, где появляются дополнительные опорные реакции.

Более эффективный способ — дополнительное армирование час­ти пустот плоскими каркасами и пос­ледующее их заполнение бетоном с одновременным устройством на­бетонки (рис. 18, а). Такое усиление позволяет одновременно увеличить армирование и рабочую высоту се­чения. При этом площадь контакта старого и нового бетона по срав­нению с обычной набетонкой ста­новится намного большей, и, чтобы обеспечить их совместные дефор­мации, достаточно контактные по­верхности усиливаемой плиты тща­тельно очистить (продуть сжатым воз­духом), промыть струей воды и хоро­шо увлажнить, не оставляя луж воды.

Расчет усиленной конструкции выполняют из условия суммарного усилия в растянутой арматуре и со­ответствующей ему высоты сжатой зоны, а сумму моментов удобнее принимать относительно середины новой высоты сжатой зоны. Посколь­ку работы по усилению подобным способом выполняются при отсут­ствии полезной нагрузки, частичное разрушение полок усиливаемых плит и, соответственно, временное ос­лабление их несущей способности опасности не представляет.

Если недостаточность несущей способности типовых пустотных плит выявляется еще в процессе проек­тирования, то усиление можно осу­ществить более простым способом — с помощью сборно-монолитной конструкции (рис. 18, б), где моно­литная часть представляет собой ребристую плиту, работающую со­вместно с пустотной. Таким же спо­собом можно усилить и сборные ребристые плиты. Расчет прочнос­ти усиленной конструкции можно выполнять приближенно (в запас) — суммированием несущих способно­стей сборных и монолитных плит. Усиленные пустотные плиты можно рассчитывать как монолитную кон­струкцию при условии, если на бо­ковых поверхностях сборных плит имеются круглые вмятины для об­разования шпонок, а контактные поверхности очищены и увлажне­ны.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Основные методы усиления балок и ригелей

Усиление балок наращиванием

Усиление балок железобетонными обоймами, рубашками и наращиванием

Обоймы выполняются замкнутыми для плотного обхвата элемента и надежной связи нового бетона со старым в единое целое, толщина бетона как правило составляет от 60 до 100 мм. Рубашка – это не замкнутая с одной стороны набетонка. Наращивание – это усиление путем увеличения высоты элемента. Сечение рабочей продольной и поперечной арматуры определяется расчетом, для восприятия касательных напряжений в плоскости контакта нового бетона со старым устанавливаются хомуты, отгибы, коротыши и приваркой к существующей арматуре или анкеровкой.

Усиление ригелей предварительно напряженными затяжками, дополнительной арматурой и шпренгелями

Основными элементами затяжек как правило являются тяжи из арматурной стали, реже применяются прокатные профили из уголков и швеллеров. Крепление затяжек осуществляют на опорах с помощью анкеров или приваркой к существующей арматуре балок. Напряжение затяжек осуществляется путем взаимного стягивания обеих ветвей болтами, изготавливаемыми в виде хомута с двумя нарезанными болтами и общей шайбой. После натяжения на болты устанавливаются контргайки, соединение заваривается. В местах перегиба стержней устанавливаются прокладки, передающие усилия на нижнюю грань элемента. Напряжение дополнительной арматуры, установленной в растянутой зоне элемента, выполняется термическим или электротермическим методом. Параметры нагрева должны быть определены в проекте усиления.

Усиление элементов предварительно напряженными металлическими балками

Для создания эффекта предварительного напряжения, стальным балкам усиления сообщают начальный прогиб до момента их введения в совместную работу. Величина прогиба определяется исходя из требуемой степени разгрузки поврежденной балки, прогиб фиксируется установкой прокладок по схеме, определенной в проектной документации.

Усиление балок на восприятие поперечных сил

Необходимость усиления балок на восприятие поперечных сил как правило обуславливается появлением наклонных трещин. Усиление производится установкой дополнительной поперечной арматуры или стягивающих хомутов, предпочтительно их предварительное напряженние с применением стяжных устройств.

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление подкрановых балок

Повышение несущей способности железобетонных подкрановых балок достигается устройством различных обойм и рубашек, двухконсольных балочных конструкций на опорах, устройством металлической полки с ребрами жесткости или полной стальной обоймой. Из дополнительных мероприятий, обычно необходимо улучшение качества крепления рельсов и закрепления балок на опорах, восстановление бетона балки в местах сколов и повреждений, упрочнение и развитие верхней зоны балок.

Основные методы усиления балок и ригелей

Усиление балок и ригелей внешней композитной арматурой

Эффективным методом усиления балок является армирование по поверхности композитной арматурой на основе углеродных волокон. Такое армирование эффективно для усиления нижней (растянутой) грани балок и для увеличения поперечного армирования в опорных сечениям. Наклеивание лент, тканей или ламелей позволяет повысить несущую способность до 100% от начального значения. При проектировании усиления определяют требуемые характеристики применяемых материалов: толщину, прочность, модуль упругости, количество слоев, а также их расположение на конструкции. В проекте необходимо тщательно проработать вопрос технологии производства работ, включая ремонт и подготовку поверхности, учесть защитные мероприятия.

Компания “Технологии усиления” предлагает услуги по ремонту и реконструкции стен и колонн. Инженеры компании выезжают на объект, осуществляют предварительный расчет и готовят проектную документацию.

Для получения бесплатной консультации и вызова специалиста на объект для оценки обращайтесь: – по тел: +7 (495) 118-39-91 – e-mail: [email protected]

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.

Усиление металлом

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.

Читайте также:  Монолитное перекрытие по ленточному фундаменту /инструкция с фото

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.

Усиление металлом

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.

Усиление перекрытий – подготовительные мероприятия

Необходимость осуществления восстановительных работ, направленных на увеличение прочности перекрытий, возникает достаточно часто:

  • при выполнении планового ремонта обычной квартиры, расположенной в многоэтажном доме;
  • при осуществлении ремонтных работ внутри помещений производственного или складского назначения;
  • в процессе реставрации архитектурных памятников и восстановления межэтажных конструкций старых зданий;
  • при производстве ремонтных мероприятий, связанных с серьезной перепланировкой различных видов помещений.

Техническое состояние этих конструктивных элементов — один из основных факторов, которые определяют необходимость осуществления реконструкции гражданских и жилых зданий

Причины разрушения несущих конструкций различные:

  • несоблюдение требований технологии при выполнении строительных работ;
  • использование низкокачественных строительных материалов;
  • значительное повышение нагрузки на несущие стены и потолки;
  • арматурная коррозия, связанная с нарушением защитного слоя.

Кроме того, иногда возникает потребность в укреплении межэтажных панелей, состояние которых вполне удовлетворительное. Такая ситуация связана с изменением функционального назначения помещений. Ведь новые владельцы зданий достаточно часто размещают массивное оборудование, выполняют существенную реконструкцию, а также повышают этажность строения.

В зависимости от характерных особенностей разрушения, ремонтные работы предусматривают:

  • удаление разрушающихся элементов и локальную их замену новыми;
  • восстановление бетонного массива или наращивание толщины плит;
  • усиление панелей стальной сеткой или дополнительными прутками арматуры;
  • установку в участках стыковки балок стальных накладок и мощных хомутов.

Выбор оптимального метода усиления определяется строителями в зависимости от материала перекрывающих конструкций. В качестве материала перекрытий используется:

  • древесина;
  • металлопрофиль;
  • железобетон.

Эти работы предусматривают целый комплекс мероприятий, которые направлены на восстановление несущей способности перекрытия и отдельных частей

В одних случаях для увеличения нагрузочной способности применяется бетон, усиленный стальной арматурой, в других производится установка опорных элементов или используются металлические хомуты. Допускается установка на проблемном участке опорных стоек, изготовленных из металлопроката или деревянных брусьев. При выполнении восстановительных мероприятий и установке перекрытий следует придерживаться требований технологии и использовать качественное сырье.

Правильный подход к осуществлению мероприятий по ремонту влияет на надежность и долговечность восстанавливаемых конструкций.

Ремонтные работы требуют подготовки и выполняются в следующей последовательности:

  1. Выявляются уязвимые участки.
  2. Определяется фронт строительных работ.
  3. Разрабатывается проектная документация по усилению перекрытия.
  4. Выполняются необходимые для реставрационных работ расчеты.
  5. Выбирается подходящий метод восстановления.
  6. Подготавливаются строительные инструменты.
  7. Приобретаются стройматериалы, предусмотренные проектом.

Остановимся на особенностях выполнения отдельных этапов.

Для оценки реального состояния железобетонного перекрытия и определения его фактической нагрузочной способности проводится обследование одним из указанных методов:

  • путем визуального контроля определяется правильность геометрии, целостность армирования, степень воздействия повышенных нагрузок от технологического оборудования, наличие локальных дефектов бетонного массива;
  • методом инструментального контроля определяется запас прочности бетона, размер поперечного сечения арматурных прутков, ширина и толщина трещин, величина прогиба панелей перекрытия, толщина цементной стяжки или защитного слоя бетона.

Завершив мероприятия по обследованию, определяются с методикой выполнения работ, предусматривающей решение следующих задач:

  • восстановление нагрузочной способности железобетонных плит;
  • выполнение работ по дополнительному укреплению панелей;
  • устранение факторов, вызвавших дефекты железобетонной основы.

Независимо от вида перекрытия, до начала восстановительных мероприятий выполняют следующие работы:

  • монтируют под укрепляемой конструкцией вертикально расположенные опоры, изготовленные из стальных труб или деревянных бревен. Фиксация опорных элементов, предназначенных для перераспределения усилий, осуществляется с помощью распорок или подкладок;
  • удаляют остатки старой краски, слой штукатурки и побелки. Важно удалить отслоения бетона, а также тщательно очистить элементы арматурного каркаса от коррозии с помощью металлической щетки;
  • очищают поверхность от напольного покрытия и старой стяжки, а также производят демонтаж находящегося в помещении технологического оборудования.

На участках, где планируется локальное восстановление, следует удалить пыль и обезжирить поверхность бетонного массива и арматуры.

Выполнение работ. Подготовка поверхности.

При усилении железобетонных конструкций углеволокном выполнение работ начинается с разметки конструкции – отчерчиваются зоны в которых будут располагаться элементы усиления. Затем эти зоны очищаются от отделочных материалов, загрязнений и цементного молочка до обнажения крупного заполнителя бетона. Для этого применяют, либо угол-шлифовальные машинки с алмазными чашками, либо водо-пескоструйные установки.

Качество подготовленного основания (поверхности на которую приклеивают углеволокно) напрямую влияет на совместность работы конструкции с элементом усиления, поэтому при подготовке основания, в обязательном порядке, контролируют следующие параметры:

  • ровность поверхности;
  • прочность и целостность материала усиливаемой конструкции;
  • температуру поверхности конструкции;
  • отсутствие загрязнений и пыли;
  • влажность;
  • и другие (полный перечень и допустимые значения контролируемых параметров приводятся в технологических картах на выполнение строительных работ).

Вывод

Преимущества сталежелезобетонного перекрытия перед обычным монолитным уже посчитали разработчики СТО 0047-2005. А воспользоваться данной технологией в исходном или безопорном варианте или предпочесть перекрытия другого типа, каждый выбирает для себя. Но то, что способ работает, проверено многими нашими умельцами.

Вывод

Чтобы убедиться в жизнеспособности такого перекрытия, достаточно изучить соответствующую тему на форуме. Какие вообще бывают перекрытия – в материале об их разновидностях. В видео – еще один тип перекрытий, сборно-монолитные.

Показания к применению работ по усилению перекрытий

Перечень мероприятий по повышению свойств железобетонных перекрытий происходит лишь тогда, когда имеется необходимость для этого. Просто так либо для профилактики такие комплексы мер не выполняют. Далее рассмотрим причины, по которым железобетонная конструкция может нуждаться в усилении:

  • Износ изделия и ухудшение показателей прочности ввиду износа материалов, под влиянием коррозии, под воздействием внешних химических раздражителей, влияния которых не удается избежать.
  • Увеличение количества этажей в строении, из-за чего происходит увеличение давления на цоколь, перекрытия и другие составляющие здания, что может стать причиной деформации либо прочих нерекомендуемых изменений.
  • Изменение планировки сооружения, вплоть до изменения конструкции несущих элементов, что сказывается на перераспределении давления на конструкцию здания.
  • Движения почвы, которые могут стать причиной деформации фундамента, а также увеличения нагрузки на стены, опоры, несущие элементы сооружения.
  • Перестройка сооружения либо изменение его функций, что повлечет возникновение новых способов быстрого разрушения, например – вибрация, большое количество точечных нагрузок, воздействие высоких температур.
  • Деформация либо износ отдельных элементов и составляющих здания в результате аварии, техногенного, стихийного либо военного воздействия.
  • Ликвидация совершенных просчетов во время составления проекта либо при монтажных операциях по возведению сооружения.

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.

Показания к применению работ по усилению перекрытий

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.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Основные типы и методы усиления деревянных перекрытий приведены в порядке увеличения трудозатрат и длительности на выполнение работ.

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

Способ применяется в том случае, когда дерево повреждено. Накладки устанавливаются с двух сторон от балки из бруса (по бокам или сверху и снизу), максимально плотно к ней и скрепляются (затягиваются) насквозь болтом. При этом важно обработать поврежденный участок и накладки противогрибковым раствором. В критическом случае, если участок поврежден сильно – его лучше удалить. Чтобы усилить балку нужно крепить накладку по всей ее длине.

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

Стальные пластины используются вместо деревянных, описанных выше. Металл также нужно обработать антикоррозионным раствором. Схема устройства показана на рисунке.

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

Современная технология усиления (армирование углеродным волокном). Углеволокно (ленты, листы, пластины, нити, ткань) наклеивается в несколько слоев, пока не будут достигнуты требуемые показатели жесткости балки.

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.

Что делать при перегруженности колон
Что делать при перегруженности колон

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.

Что делать при перегруженности колон

Кол-во блоков: 28 | Общее кол-во символов: 22793Количество использованных доноров: 5Информация по каждому донору:

  1. -i-perekrytiya/usilenie-perekrytij/: использовано 4 блоков из 8, кол-во символов 6666 (29%)
  2. -i-perekrytiya/usilenie-perekrytij: использовано 5 блоков из 9, кол-во символов 5733 (25%)
  3. -perekrytiya/sposoby-usileniya-plit-perekrytiya: использовано 10 блоков из 15, кол-во символов 8411 (37%)
  4. -betonnih-izdelij/: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 1617 (7%)
  5. -usileniya-plit-perekrytij/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 366 (2%)
Что делать при перегруженности колон