УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ РАЗГРУЖЕНИЕМ

20.09.2018

Усиление плит – мероприятие, которое может потребоваться в любом типе сооружений. Неудовлетворительное состояние конструкции, внезапное увеличение нагрузки, как правило, становятся основными причинами в востребованности заказа данной услуги. Как правило, выбор методики усиления плиты зависит от вида конструкции, количества этажей, используемого материала и иных факторов.

Усиление железобетонных плит перекрытия практикуется в сфере строительства достаточно часто. Основными причинами в необходимости такого мероприятия считается плохое техническое состояние данного элемента, его удовлетворительная несущая способность, несоблюдение определенных требований в ходе эксплуатации постройки.

Типы плит перекрытия

Выделяют два вида плит перекрытия:

Читайте также: ГОСТ 2.306-68 ЕСКД. Обозначения графические материалов и правила их нанесения на чертежах

1. Полнотелая плита перекрытия (монолитная), где нет внутренних пустот. Такую конструкцию используют на нижних этажах здания и производственных площадях. У этого вида плит есть подвиды:
   Безбалочная плита.
2. Кессонная плита (имеющая структуру ячеечной сетки).
3. Ребристая плита.



4. Пустотные плиты перекрытия, которые применяют при строительстве многоэтажных домов и зданий административного назначения. Конструкция такого элемента гораздо проще полнотелой плиты, но это негативно сказывается на показателях прочности и надежности изделия. Именно поэтому так востребовано усиление пустотных плит перекрытия.

Как проектируются усиления перекрытий

Мероприятия по усилению перекрытий предусматриваются проектом реконструкции, капитального ремонта, перепланировки или переустройства. Даже если целью заказчика является повышение прочности отдельных конструкций, его можно реализовать только путем проведения строительных работ, т.е. по проекту.

Определение вида и мест предстоящих работ

Нормы и стандарты проектирования отличаются для реконструкции, перепланировки или иных видов работ. На начальном этапе проектировщик определяет следующие моменты:

• какие работы и решения необходимо обосновать и описать в проектной документации;
• на какие конструкции и перекрытия будет оказано воздействие в ходе работ;
• какие нагрузки будут нести перекрытия после завершения работ.

Эти исходные данные используются при выборе конструктивных, планировочных, инженерных и иных решений, для которых необходимо усилить перекрытия.

Оформление разделов проекта, описание решений по усилению перекрытий

Работы по усилению конструкций могут предусматриваться разделами с планировочными, конструктивными и иными решениями, рабочей документацией. Для проектирования используются сведения и документы, переданные заказчиком, полученные в ходе обследований. Решения и обоснования, указанные проектировщиком, будут проверяться при согласованиях, экспертиз и оформлении разрешения на строительство.

Оформление рабочей документации

Чтобы подрядчик смог реализовать решения и предписания проектировщика, для него разрабатывается рабочая документация. Например, для каждого вида работ, связанных с изменением характеристик и конфигурации объекта, будут предусмотрены соответствующие мероприятия по усилению перекрытий, иных конструкций.

Комментарий специалиста. Если проектная документация подлежит обязательным согласованиям, в государственных органах будет проверено ее соответствия нормативам, стандартам и СП. Это касается и требований безопасности, надежности и устойчивости здания, поэтому будет проверено надлежащее усиление перекрытий, несущих конструкций. Также соблюдение проекта и фактических работ проверяется на стадии приемки в эксплуатации, оформления разрешений на ввод в эксплуатацию.

Когда необходимо делать усиление?

Можно выделить несколько факторов, которые указывают на то, что необходимо усиление плиты перекрытия.:

• Плохая несущая способность и удовлетворительное техническое состояние конструкции.
• Увеличение эксплуатационных нагрузок на плиту.
• Коррозия арматурных стрежней.
• Образование ржавчины ввиду тонкого слоя бетона.

Опытный специалист сможет диагностировать причины повреждения конструкции и предложить оптимальный путь решения этой проблемы. Для усиления плит потребуется особое оборудование и определенные знания, поэтому рекомендуется доверить данный процесс профессиональным рабочим, а не заниматься ремонтом самостоятельно.

Железобетонная плита

Для усиления перекрытия железобетонных плит нужно по предварительному конструкторскому проекту сделать сверху или снизу набетонку.

Нередко нужно усиление бетонных конструкций вследствие коррозии армирующих стержней. Причиной появления ржавчины на стержнях является очень тонкий пласт бетона вокруг них. Последствия достаточно заметны. В нижней части монолитной плиты на плоскости бетона заметны ржавые полосы, а также открытая арматура. Для защиты арматуры необходимо почистить низ железобетонных перекрытий, отбить бетон около открытых стержней, покрасить стержни антикоррозионным составом, поверхность бетона загрунтовать, ликвидировать пустое пространство в бетоне, на всю поверхность перекрытия нанести цементно-известковую штукатурку, толщина которой должна быть не меньше 1,5 см. Гипсовую штукатурку использовать противопоказано.

Если для железобетонных плит требуются усиления перекрытия, то необходимо сверху или снизу сделать набетонку. Толщину набетонки и метод армирования проектирует конструктор. Если конструкция опирается как на стены, так и на балки, то возможно, что их тоже необходимо будет закрепить. Независимо от того закрепляется плита либо балка, желательно обеспечить крепкое соединение нового бетона со старым.

Схемы усиления монолитных перекрытий

а — наращивание арматуры растянутой зоны и торкретирования поверхностей;

Читайте также: Вывоз и утилизация боя бетона в Москве

б , в — устройство дополнительного армирования плиты с наращиванием верхнего железобетонного слоя;

г — установка звуко- и виброизоляционных плит и наращивание верхнего железобетонного слоя; 1 — железобетонное перекрытие; 2 -наращиваемая арматура; 3 -дополнительный слой бетона; 4 — штрабы; 5 — подвесная опалубка; 6 — шумо- и виброзащитные плиты

Схемы усиления перекрытий из многопустотного настила

а — наращивание железобетонного поверхностного слоя: 1 -многопустотная плита перекрытия; 2 — металлическая сетка; 3 — слой наращиваемого бетона;

б — дополнительное армирование нижнего пояса: 1 — многопустотная плита перекрытия; 2 — дополнительная арматура, устанавливаемая в пазы; 3 — омоноличивание арматуры;

в ,г -армирование и бетонирование пустот: 1 — многопустотная плита перекрытия; 2 — продольные и поперечные сетки; 3 — слой наращиваемого бетона; 4 — арматура в виде двутавров;

д , е — схемы дополнительного армирования зон опоры на стены

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:

Читайте также: Создание свайного фундамента самостоятельно

• 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.

Основные способы усиления железобетонных перекрытий

Многие квалифицированные специалисты сходятся во мнении, что для усиления железобетонных плит перекрытия нередко приходиться применять не только традиционные способы, но и новаторские малоизвестные методики.

Выбор в пользу той или иной техники зависит от многих факторов, но в первую очередь необходимо предельно точно установить причины, влияющие на необходимость усиления плит:

• Ошибки инженеров на этапе проектирования здания.
• Монтажные дефекты.
• Износ несущих конструкций в ходе эксплуатации.
• Полная реконструкция строения, в ходе которой планируется также увеличение нагрузки на перекрытие.

Каждый случай стоит рассматривать отдельно и в соответствии с определенными показателями разрабатывать проектный план усиления плит перекрытий.

Принято выделять несколько распространенных способов решения данного вопроса:

• Передача частичной или всей нагрузки конструкции усиления.
• Увеличение несущих свойств уже существующей конструкции.

Радикальный способ увеличения несущей способности плиты – замена старого перекрытия более мощным. Однако в большинстве случаев проще и легче разобрать перекрытие и заново его собрать.

УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ РАЗГРУЖЕНИЕМ

Жесткие разгружающие элементы, введение которых сопровождается повышением степени внешней статической неопределимости усиливаемой конструкции, применяются в виде металлических и железобетонных стоек, подкосов, полу раскосов, портальных рам и т. п. Такие элементы усиления рекомендуется применять с тем, чтобы обеспечить своевременное включение их в работу. Степень предварительного напряжения может быть незначительной, обеспечивающей устранение люфтов между усиливаемой конструкцией и разгружающими элементами. Жесткие разгружающие элементы, введение которых сопровождается изменением места передачи нагрузки, применяются в виде металлических или железобетонных балок, располагаемых сверху или снизу усиливаемой конструкции. Характерной особенностью этого вида усилении является наличие зазора между усиливаемой конструкцией и распределительными балками по длине между точками контакта.Гибкие разгружающие элементы применяются в виде:– крестовых связей и подвесок из арматурной стали и прокатных профилей; – балок из прокатных профилей, шпренгельных балок, сборных и монолитных железобетонных балок;– двухконсольных кронштейнов и подкосов из прокатных профилей; – горизонтальных, диагональных, шпренгельных затяжек из арматурной стали, прокатных профилей и (реже) листовой стали и шарнирно-стержневых цепей из арматурной стали, прокатных профилей и (реже) канатов; – горизонтальных и наклонных тяжей и хомутов из арматурной стали; – обойм и приставных стоек из прокатных профилей и листовой стали; – коротких консолей – опорных столиков из прокатных профилей. Гибкие разгружающие элементы в подавляющем большинстве случаев выполняются предварительно напряженными. Жесткие разгружающие элементы в виде стоек, портальных рам, подкосов и полураскосов применяются, в основном, для усиления ригелей и стоек железобетонных рам, балок сборных и монолитных перекрытий, воспринимающих значительные вертикальные нагрузки (рис.1), а подвесные опоры в виде подкосов – для усиления рам, воспринимающих значительные горизонтальные нагрузки. При этом постановка подкосов, разгружающих ригель и стойки рам (в пределах этажа), способствует увеличению обшей жесткости каркаса здания.

Рис. 1. Установка стоек между ригелями перекрытий: 1 — ригели рамы; 2 — колонны рамы; 3 — плиты перекрытий; 4 — метал¬ическая стойка между ригелями перекрытий (труба, двутавр, коробка из швеллера или уголков); 5 — анкерные устройства для стоек; 6 — отверстия в плитах для пропуска тяжей анкерных устройств.

Жесткие элементы в виде дополнительных опор-стоек могут применяться также для усиления (в том числе, создания неразрезности) стропильных ферм (рис. 2, 3).

Рис. 2. Установка диагональных подкосов: 1 — усиливаемая безраскосная ферма; 2 — диагональные подкосы (железобетонные из прокатного металла); 3 — элементы включения подкосов в работу (клинья, плоские домкраты, вкладыши из бетона на расширяющемся цементе НЦ—20 ИЛИ НЦ—40.

Рис. 3. Установка дополнительных опор: 1 — усиливаемая ферма; 2 — существующие колонны; 3 — дополнительные опоры, в виде стоек, подведенные под промежуточные узлы фермы; 4 — фундамент под дополнительные опоры; 5 — приспособления для включения дополнительных опор в работу (клинья, плоские домкраты, винты и др.).

Ввод и напряженное состояние указанных выше элементов осуществляется подклинкой, с помощью домкратов или напряженных затяжек. При этом следует стремиться к максимальной разгрузке конструкции к моменту ее усиления, так как перераспределяться по новой схеме будет только нагрузка, приложенная к конструкции после включения в работу усиления. При невозможности эффективной разгрузки усиливаемой конструкции выполняется предварительный подъем ее в месте установки дополнительной опоры. Усилие подъема может определяться исходя из величины прогиба конструкции. Жесткие элементы в виде распределительных балок применяются, главным образом, для частичного разгружения ребристых монолитных перекрытий (рис. 4).

Рис. 4. Подведение балочной клетки из прокатного металла: 1 — главные балки существующего перекрытия; 2 — второстепенные балки существующего перекрытия; 3 — плита существующего перекрытия; 4 — колонны существующего каркаса; 5 — главные балки балочной клетки из двутавра; 6— второстепенные балки балочной клетки; 7 — металлические обоймы вокруг колонн; 8 — металлические консоли; 9 — пластины-клинья для включения балочной клетки в работу.

При постановке, распределительных балок сверху усиливаемой конструкции уменьшается трудоемкость производства работ по усилению, но создаются неудобства для передвижения людей и напольного транспорта, перепады отметок перекрытия. Нагрузка от распределительных балок на существующую конструкцию передается через опорные подушки в виде стальных листов. При невозможности создания перепадов высот на перекрытии распределительные балки подвешиваются снизу усиливаемой конструкции. Нагрузка от балок на существующую конструкцию передается через тяжи, пропущенные в отверстия перекрытия и заанкеренные с помощью стальных пластин. Зазор между усиливаемой конструкцией и распределительными балками принимается не менее максимальной величины прогиба вышерасположенного элемента (распределительной балки или усиливаемой конструкции). Гибкие элементы в виде крестовых связей и подвесок применяются при необходимости усиления ригелей или балок перекрытий отдельных этажей многоэтажных зданий (рис. 5), когда несущие конструкции вышележащих этажей или колонны имеют излишний запас прочности. Гибкие элементы менее эффективны по сравнению с жесткими, однако позволяют в меньшей степени стеснять свободное пространство помещений.

Рис. 5. Установка гибких крестовых связей: 1 — ригели рамы; 2 — колонны рамы; 3 — плиты перекрытий; 4 — тяжи; 5 — анкерные устройства на колоннах в виде металлических обойм; 6 — анкерные устройства на ригеле в виде балок из швеллера; 7 — натяжная муфта; 8 — отверстия в плитах для пропуска тяжей.

Крепление крестовых связей и подвесок к колоннам и передача нагрузки от усиливаемой конструкции осуществляется с помощью специальных анкерных устройств в виде прокатных профилей или металлических обойм. Их предварительное напряжение производится, чаще всего, с помощью натяжных муфт. Упругоподатливые балки (рис. 6) применяются для усиления и частичной разгрузки сборных железобетонных ребристых плит, сборных балок, плит и балок монолитных перекрытий.

Рис. 6. Подведение разгружающих балок на хомутах: 1 — усиливаемая балка; 2— разгружающая металлическая балка; 3 — ребра жесткости; 4 — хомуты для крепления разгружающей балки; 5 — пластина-держатель хомутов; б — отверстия, просверленные в плите для пропуска хомутов; 7 — пластины-крылья для включения разгружающих балок в работу.

Включение сборных железобетонных балок и балок из прокатных профилей в работу осуществляется подклинкой, шпренгельных – путем натяжения затяжки шпренгеля, а монолитных железобетонных балок (формально) – после приобретения бетоном усиления заданной прочности. Двухконсольные кронштейны и подкосы применяются при необходимости уменьшения расчетного пролета балок сборных и монолитных перекрытий (рис. 7), т. е. усиления их несущей способности по нормальным и наклонным сечениям, а также при нарушении анкеровки арматуры.

Рис. 7. Подведение разгружающих кронштейнов: 1 — усиливаемые балки; 2 — колонна; 3 — разгружающий кронштейн; 4 — поперечные связи по нижнему поясу; 5 — опора кронштейна; 6 — упорное устройство с натяжным болтом.

Кронштейны и подкосы устанавливаются попарно со стороны боковых граней усиливаемой конструкции и соединяются между собой опорными элементами. Высота опорной части кронштейна принимается равной высоте опорных частей усиливаемых балок. Длина вылета консолей не превышает 1/4–1/6 пролета балки. Включение кронштейнов в совместную работу с усиливаемой конструкцией осуществляется расклиниванием с контролем прогиба или подвеской тарированного груза весом, равным величине опорной реакции, и укладкой в образовавшийся зазор фиксирующих прокладок, а включение в работу подкосов – с помощью затяжек с натяжными муфтами (с контролем натяжения). Затяжки применяются при усилении плит и балок сборных покрытий балок ребристых монолитных перекрытий и при усилении (в том числе путем создания неразрезности) стропильных балок и растянутых элементов ферм (рис. 8).

Рис. 8. Усиление нижнего пояса постановкой предварительно напряженной затяжки из арматурной стали: 1 — усиливаемая ферма; 2 — затяжка из предварительно напряженной арматуры диаметром 25—40 мм класса А—III; 3 — торцевой упорный лист; 4 — распорка; 5 — стяжной хомут.

Шарнирно стержневые цепи применяются, преимущественно, при усилении сборных балок, балок монолитных ребристых перекрытий и стропильных ферм и балок (рис. 9).

Рис. 9. Установка шарнирно-стержневых цепей: 1 — усиливаемая балка; 2 — шарнирно-стержневая цепь, состоящая из двух уголков или стержней; 3 — стойки из швеллера или двутавра; 4 — опорное устройство; 5 — опорные детали из швеллера; 6 — пластина с отверстием для подвески натяжного груза.