Усиления железобетонных плит перекрытия способы и методы

Главная

Статьи

Усиления железобетонных плит перекрытия

Одна из основных несущих конструкций здания — плиты перекрытия. Даже железобетонные элементы со временем изнашиваются и нуждаются в усилении. Такие меры используются для сооружений жилого, промышленного, инженерного или складского характера. Строителями разработаны различные способы усиления плит перекрытия, позволяющие обеспечить надежность объекта при увеличении нагрузки, частичном разрушении конструкции из-за долгого срока эксплуатации, влияния факторов естественного или техногенного характера. Расчетом параметров, выбором технологии и материалов занимаются инженеры-проектировщики. Методы усиления плиты перекрытия зависят от габаритов и вида конструкции, материала, технических характеристик строения.

Способы усиления плит перекрытия

Усиление железобетонных плит и монолитных конструкций может проводиться на любом этапе эксплуатации объекта. Для этого могут использоваться композитные ленты, балки, армирование или заполнение технологических пустот. В зависимости от характеристик элемента, утратившего прочность, подбирается метод усиления. Рассмотрим наиболее распространенные варианты, встречающиеся в практике ремонта и реконструкции жилых, многоэтажных, торговых или производственных объектов.

Усиление отверстий в плитах

В плитах перекрытия выполняются разного рода технологические отверстия для проложения коммуникаций, под торцевые вырезы, межэтажные проходы, окна или двери. Усиление отверстий в плите перекрытия наиболее эффективно при помощи армирования. Отверстия диаметром больше 300 мм армируются прутом, аналогичным рабочей арматуре. Допустимо использование П-образных хомутов, ребер или утолщение самой плиты.

Усиление проемов в плитах

Для сохранения общей несущей способности конструкции при выполнении проема в железобетонных плитах используют стальные стяжки, уголки, швеллеры или комплексные конструкции. Эти меры необходимы при выполнении перепланировки, затрагивающей несущие и опорные конструкции, плиты перекрытия.

Усиление плит балкой

Применяется для увеличения надежности всей конструкции здания. Востребовано, когда выявлена избыточная нагрузка на плиты перекрытия, появились дефекты. Это классический метод, используемый строителями более 50 лет. Применяется разные типы балок и способы их крепления (консольные, анкерные, с подклинкой).

Усиление плит снизу

Перепады температуры, вибрации, чрезмерные нагрузки приводят к снижению несущей способности бетонных перекрытий. Для разгрузки плиты и лучшего распределения нагрузки применяется арматурный каркас, установка балок, заливка бетоном.

Усиление плит колоннами

Если другие методы не позволяют достичь расчетных параметров прочности или неприменимы в сложившихся условиях, допустимо для усиления конструкции установить дополнительные колонны. В этом случае потребуется дополнительное усиление фундамента под колоннами.

Усиление плит швеллером

Это одна из разновидностей стальных балок. Швеллер устанавливают, как опалубку с поперечным креплением при помощи планок. Конструкция выполняет роль прочного стального каркаса для бетонных плит перекрытия. Метод применяется в сложных случаях при наличии значительной степени разрушения строения.

Усиление опирания плит

Сложный процесс, требующий точного расчета. При изменении веса или площади опирания плиты меняются нагрузки на все элементы конструкции. Могут сместиться точки концентрированной нагрузки, возникнуть напряжения внутри самой плиты. Величина опирания не должна превышать 20 см, при нарушении этого параметра плита начинает работать, как защемленная балка и напряжения в ней не соответствуют расчетным.

Усиление плит пустотных при устройстве отверстий

Если после монтажа в перекрытии необходимо сделать дополнительное отверстие, работу начинают с усиления плиты. Для этого используют композитные материалы, углеволокно. Возможно укрепление верхней и нижней плоскостей отверстия арматурной сеткой, с креплением ее к арматуре плиты. При этом необходим перерасчет несущей способности плиты.

Усиление плит, в которых не предусмотрены термовкладыши

Пустотные плиты допустимо усиливать методом заливки технологических отверстий. Если в перекрытиях есть полости под термовкладыши, то опорный момент увеличивается на 20%.

Усиление плит на продавливание

Если на перекрытия действуют концентрированные нагрузки выше максимально допустимых значений, то вокруг места приложения сил начинается разрушение плиты. Слабые зоны армируют поперечной арматурой, устанавливают капители увеличенной площади, используют стальные хомуты или швеллеры. Универсальный метод — усиление углеволокном. Все это позволяет перераспределить нагрузки.

Допустимые методы восстановление прочности железобетонных конструкций, а также способы расчета прочности приведены в СП 63.13330-2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Важно: Углеродные волокна стали универсальным материалом для усиления железобетонных изделий. Они доступны по цене, удобны в применении, долговечны и практически не утяжеляют бетонные элементы здания.
Спасский завод ЖБИ

Технологии усиления плит перекрытия

Допустимые нагрузки на плиты перекрытия, технологии усиления и повышения несущей способности, а также параметры используемых при этом материалов (арматура, балки, швеллеры, класс бетонов и т.д.) строго регламентированы. К ним применяются ГОСТ 9561-2016, ГОСТ 10178, СП 435.1325800.2018 и другие нормативные акты.

Металлические конструкции

Такие работы, как усиление плит перекрытия пустотных при устройстве отверстий, часто требуют применения арматуры. Наиболее востребованный размер ячеек арматурной сетки 150х150 мм, 200х200 мм. Диаметр стальной проволоки 14-18 мм.

Швеллеры или стальные балки для усиливающего каркаса крепятся при помощи шпилек на надежном болтовом соединении. Возможна установка стальных поддерживающих колонн. Усиливающий металлический каркас используется в строительстве больше 100 лет, эти технологии хорошо известны и широко распространены.

Железобетонные конструкции

Для усиления железобетонных конструкций используется как метод армирования, так и дополнительной заливки бетоном. Перед выбором технологии восстановления объекта необходимо оценить степень разрушения несущих элементов, не только перекрытий, но и стен, на которые они опираются.
Если в теле плиты возникли трещины, можно использовать метод наращивания. Поверх поврежденного участка выполняется заливка бетоном. Трещины заполняются, прочность восстанавливается. Для усиления многопустотных плит делают заливку технологических пустот. При этом выполненную ранее стяжку или дополнительное армирование необходимо заранее удалить.

Важно: Для усиления плит перекрытий используют бетон марки М300, М350, М400, а также фибробетон.
Спасский завод ЖБИ

Углеродное волокно

Одна из новейших технологий, минимально увеличивающая вес строительных конструкций, — усиление при помощи углеволокна. Этот материал устойчив к коррозии, воздействию природных факторов, перепадам температуры, химически агрессивным веществам. Это универсальное решение для усиления плиты перекрытия на продавливание, укрепления швов, устранения небольших деформаций.

Для увеличения надежности плиты из лент углеволокна создают сетку, которая распределяет нагрузку и повышает ее несущую способность.После такого усиления конструкция сохраняет гибкость, а арматура оказывается лучше защищена от коррозии.

Расчет усиления плит перекрытия

Перед тем, как выбрать метод усиления перекрытий, необходимо определить действующие нагрузки, запас прочности конструкций, степень разрушения строения. Наиболее важный параметр — предельно допустимая нагрузка. Она будет различаться для монолитной, армированной и пустотной плиты.

Для пустотных изделий предельное значение действующих сил выражается в кг и рассчитывается, как произведение максимально допустимого усилия на квадрат площади на площадь всего элемента. Вес модели ЖБИ можно уточнить у производителя. Площадь это произведение длины на ширину. При расчете от полученного при умножении значения надо отнять вес самой плиты, стяжки, декоративного покрытия, а также теплоизоляционных материалов. Оставшаяся разница соответствует предельно допустимой нагрузке на перекрытие. Учитывается как постоянное, так и динамическое нагружение.

После того, как нагрузка определена, делают расчет сечений элементов усиления. При этом необходимо учитывать требования СП 63.13330-2012 и другие отраслевые нормы. Точно выполнить расчет усиления пустотной плиты или другого элемента здания сможет только опытный инженер-строитель. При подготовке к проведению ремонтных или восстановительных работ помощь и контроль специалистов очень важны.

Конструктивные решения

Особого внимания заслуживают узлы усиления плит, а также точки сопряжения конструкций, опорные поверхности. В строительстве используются типовые схемы усиления, облегчающие работу проектировщика. Они различаются для монолитных и пустотных перекрытий. Наращивание бетона может выполняться как сверху, так и снизу. Для монолитных перекрытий удобнее выполнять усиление верхней поверхности.

Возможные варианты для монолитных плит:

армирование растянутой зоны с торкретированием (нанесение бетона специальной пушкой);
полное армирование и наращивание верхнего слоя плиты;
дополнительная установка звукоизоляции, виброзащиты с выполнением подвесной опалубки.

Основные схемы усиления плит перекрытия пустотных:

наращивание верхнего слоя бетона (торкретирование) с включением металлической сетки;
армирование нижнего пояса с омоноличиванием арматуры и плиты;
бетонирование пустот с армированием сеткой и установкой двутавров;
отдельное армирование опорных зон в области примыкания к стенам.

Восстановление прочности несущих элементов может потребоваться строениям любого назначения,в том числе частным жилым домам. Выбор способа и схемы усиления зависит от объема повреждений технических элементов, параметров самого строения, условий эксплуатации.

Контроль качества работ по усилению плит перекрытия

При проведении усиления плиты перекрытия снизу или сверху на всех этапах работы осуществляется контроль качества как самих конструкций, так и выполняемых работ. Он включает визуальный осмотр, инструментальный контроль результатов, итоговое испытание нагружением конструкции.

Инструментальный контроль позволяет установить реальный запас прочности после выполнения усиления элемента. Для этого исследуется величина прогиба плиты, толщина стяжки, наличие или отсутствие деформаций.

Испытания плиты нагружением позволяет провести комплексную проверку качества перекрытий. По результатам составляется протокол, отражающий точные характеристики конструкции.

Безопасность при выполнении работ по усилению плит перекрытия

Работы с несущими элементами здания, в том числе бетонными и железобетонными изделиями, относятся к категории повышенной опасности. При подготовке площадки необходимо обеспечить безопасность персонала, строго придерживаться инструкции и не допускать нарушении технологии.

Меры безопасности для работников включают обеспечение спецодеждой, инструментами, оборудованием, инвентарем. Все необходимое заранее доставляют на место работы. Персонал должен иметь необходимый уровень допуска и подтвержденную квалификацию.

Организационные мероприятия по обеспечению безопасности регламентирует СниП3.01.01-85. Они требуют предварительно укрепить конструкцию временными поддерживающими балками (сечение деревянных балок не менее 150 мм), освободить верхний этаж от мебели, техники, вещей, удалить отделку (штукатурку, натяжные потолки, полы, стяжку). Перед началом работы плиты очищают от рыхлого поверхностного слоя, мусора, отслаивающегося бетона.

Заключение

Процесс усиления строительных конструкций, включая плиты перекрытия, требует тщательной проработки на этапе проектирования. Профессиональная оценка состояния конструкции должна проводиться организацией, имеющей соответствующий допуск (СРО). В зависимости от полученных данных, инженеры выбирают наиболее подходящий метод усиления. Ответственный профессиональный подход к проектированию и проведению усилительных работ позволяет продлить срок службы строительных конструкций и гарантировать их устойчивость.