Варианты и технология усиления перекрытий — плит, из дерева и других

Плитам перекрытия, как и всем предметам, изготовленным руками человека, свойственно под влиянием времени и эксплуатации – стареть, изнашиваться, терять свои изначальные качества.

Эстетическое несовершенство легко исправить, забетонировать трещины. Когда присутствуют глубокие внутренние разрушения, косметической отделкой тут не обойтись, это чревато опасным переломом изделия.

Нужно комплексное обследование, заключение строительных экспертов. Специалисты решат, что делать с перекрытием. К примеру, плиту нужно срочно заменить или достаточно провести грамотное усиление. Тогда конструкция еще послужит, не причинив зданию и его обитателям вреда.

Что означает понятие?

Строения перекрывают, чтобы людям было удобно и безопасно передвигаться на этаже, размещать там мебель, оборудование. Загрузка помещений не должна угрожать жизнедеятельности людей. Пол под ногами может обвалиться, не выдержав нагрузки.

Поэтому плиты периодически проверяют и особенно в тот момент, когда на поверхностях появляются первые признаки неблагополучия:

1. Вначале нитевидные, а затем глубокие разрывы отделки.
2. Штукатурка начинает отпадать, бетонное тело пересекает трещина.
3. Видна сломанная, ржавая арматура.
4. Появились сколы на стяжке пола или потолочной отделке.
5. Образовались пятна.

Чтобы исключить обвал конструктивных элементов, перекрытие подвергают усилению, ставят подпорки, которые временно не дадут обрушиться плите.

Строители укрепляют перекрытия при проведении в здании:

• реконструкционных работ;
• планового ремонта;
• строительства еще одного этажа;
• осмотра, после чего выявлены разрушения.

Причин много, от чего выходят из строя перекрытия. Большая загруженность этажа сверх несущей способности плит, плохая гидро и пароизоляция. Когда влага поступает в арматуру, железо начинает ржаветь и «рвать» бетон.

Снижение качественных характеристик, потеря надежности, прочности – опасно. Поэтому, как железобетонные, так и перекрытия из других материалов требуют установки крепких стоек.

Какие существуют способы?

Панели укладывают для разделения помещений между этажами, отделения комнат от чердаков и подвалов, а производят из стройматериалов:

1. Бетона.
2. Железобетона.
3. Дерева.
4. Металлопрофиля.

Застройщику нужно знать из чего изготовлено перекрытие, чтобы выбрать наиболее эффективный способ усиления конструкции. Основываясь на план предстоящих работ, где описан весь перечень необходимых действий в соответствии с состоянием сооружения.

Укрепление всех узлов и участков выполняют по следующей методике:

• удаляют поврежденные, разрушенные части, заменяют новыми фрагментами – бетонируют ЖБИ или ставят другие балки;
• восстанавливают несущую способность плит наращиванием их толщины и покрытий;
• увеличивают сечение стальных прутов сваркой из дополнительного металла;
• укрепляют арматуру, добавляя стержни, проволоку в каркас;
• устанавливают опоры под перекрытия.

Выбор метода усиления зависит от объема реконструкционных работ и типа перекрытия.

Но в любом случае от укрепления плит есть существенные плюсы:

1. Защита людей от опасных для жизни разрушений.
2. Восстанавливаются несущие способности, после ремонтных работ можно уверенно передвигаться, расставлять оборудование, в соответствии с допустимыми нагрузками.
3. Убираются гнилые деревянные балки, вместо них монтируют целые и надежные.
4. Из железобетона убирают источник коррозии, тогда арматурная сетка, металлические прутья не будут разрушать бетонную основу.
5. Ликвидируют слабые места, чем повышают технические характеристики конструктива с полной заменой старого перекрытия или частичного восстановления.

Ремонтные работы, а усиление конструктивных элементов принадлежит к данному характеру действий, сопровождают минусы или не совсем приятные моменты:

1. Необходимость привлечения спецтехники, если усиление перекрытий выполняют в помещении производственного цеха.
2. Укрепление, как временное мероприятие, часто требует более практичного решения, замены балки или ЖБ панели, а это дорогостоящая операция.
3. Большие трудозатраты, так как легкой работу нельзя назвать с разбором потолков, напольного сооружения, которые потребуют финансовых расходов на восстановительные работы.
4. Придется делать расчеты по восстановлению узлов конструкции, которые способны выполнить специалисты, чем больше перекрытий, тем сложнее работа.
5. Усиление проводится в части здания, нужно исследовать состояние и других конструкций, на которое осуществляется опирание.
6. Предстоит многие моменты предусмотреть, к примеру, усиление на нижнем этаже, чтобы провести перераспределение нагрузок.

Чтобы сократить трудности от укрепления напольных и потолочных поверхностей, нужно привлечь на помощь профессионалов.

Монтажники владеют технологией усиления плит, смогут оценить ситуацию. Мастера выберут правильный способ, будут ориентироваться на характер разрушений и конструктивные особенности горизонтального несущего строительного элемента.

Подготовительные действия до начала работ

Специалисты не начнут работы пока не оценят реальное состояние поверхностей, насколько сохранилась их несущая способность.

В подготовительный процесс перед усилением сооружения входит:

• осмотр строения;
• определение повреждений по геометрическим размерам;
• проверка состояния армирования;
• обнаружение очагов дефектов.

С помощью инструментов специалист:

1. Определяет запас прочности с величиной прогиба площади.
2. Измеряет величину трещин, толщину стяжки и поверхностной отделки.
3. Устанавливает размер арматурного сечения.

Общий порядок действий состоит из мероприятий:

• установки способа для усиления несущей поверхности;
• составления перечня объема работ;
• разработки проекта с технической документацией;
• проведения расчетов;
• закупки стройматериалов по смете.

Неисправная панель, перекрывающая проем между стенами, является реальным источником опасности, а неправильно проведенная реконструкция или косметический ремонт приведет к беде из-за обрушения.

Расчеты

Перекрывают проемы между стенами конструктивными элементами из разных материалов. На примере многопустотной плиты выполнен расчет усиления подобного перекрытия. Исходные данные можно узнать из чертежей:

Рис.1 Вид многопустотной плиты

Рис.2 Сечение перекрытия

Параметры ЖБИ до усиления:

• размеры по плану 1.6 х 5.1 (м.);
• тяжелый бетон кл. В₁₅ с R_b.ad=8,5 Мпа и E_b=2.4×10⁴Мпа;
• защитный слой толщиной 20 (мм.);
• диаметр арматуры 10 мм. кл. А 400, где R_ad=355Мпа параметр А₅= 5.50 см².

Для расчета выполняют последовательно действия. Определяют уровень изгибающего момента (ИМ) и поперечной силы (ПС) панели до усиления и после:

Узнают параметры ИМ и ПС до ремонтных работ:

g – расчетные равномерно распределенные грузы на панель до усиления кН/м, g_tot – расчетная нагрузка после ремонтных работ.

Для усиления понадобится определение бетонной смеси с компонентами, а также металла армирования. На этом основании устанавливается размер расчетных характеристик R_b.ad, R_{5. ad.}

Расчитывают показатель высоты сжатого бетона:

Определяются с относительной высотой в зоне сжатого бетона:

Работают с формулой для расчета несущей способности конструкции до усиления:

Исполняют определение изгибающего момента, действующего на элементы затяжки:

Ведут поиск рабочей высоты сечения, учитывают затяжки –h₀ должен быть больше на 100 мм.

Выполняют определение коэффициента А₀:

Проверяют условия – ? <= ?_R; 0,363 <= 0,53:

Расчитывают поперечное сечение, размер площади:

Проводят определение несущих способностей сечений наклонный элементов:

Осуществляют нахождение площади отгибов при их угле 45⁰:

Усиление подбирается с учетом сортамента: 2O4 А400 Аs= 0.25 см². Для выяснения размеров по максимальному расстоянию от точки опирания до места, где требуется усиление применяют формулу и выполняют расчет:

Армирование плит перекрытия выполняют следующими расчетами:

Расчет армирования плиты перекрытия

Какие материалы потребуются?

Для выполнения работ с усилением и восстановлением перекрытий, используют бетон, металл для армирования, если стройматериалы отвечают нормативным требованиям и ГОСТам 26633, 5782, 10922 и СП 28.13330. В качестве арматуры применяют А400, А800, В500. Сталь при производстве идет С38/23, марка ВСт – Гпс.

Из арматурной стали класса А240, А400 применяют крепежные элементы в виде:

• болтов;
• анкеров;
• хомутов.

Используемый бетон для укрепления конструкций, производят в соответствии с ГОСТ 7473, ГОСТ 5802. При этом бетон для усиления должен быть выше по классу, чем раствор для усиливаемого перекрытия. Гнезда, борозды, отверстия необходимо заделывать смесью классом В15. Для армирования выбирать проволоку диаметром 0.5 мм.

Металлические балки защищают от ржавчины по требованиям СП 28.13330. Укладывают двутавровый профиль с шагом 1.5 м. Применяют профильный металлопрокат сечением 8 – 24 (см). В качестве материала и как метод усиления, используют шарнирно-стержневые цепи, где делают узлы, устанавливают подвески, снизу выполняют соединение. При натяжении цепи происходит затягивание подвесок.

Сравнительно недавно в России стали применять углеволокно. Наклеивают на проблемную поверхность высокопрочный материал, он на себя принимает усилия, отчего повышается несущая способность конструкции.

Для балок место усиления выбирают в приопорной зоне, здесь действует поперечная сила, поэтому устанавливают хомуты, они больше похожи на наклейки. В особых случаях, необходимо применение ламелей и лент, при условии, что не ставили углеродные сетки.

Необходимые расходники и инструменты

Сбор расходных материалов и набор инструментария зависит от типа перекрытия и технологических особенностей усиления.

Чтобы восстановить деревянную конструкцию, понадобится покупка:

1. Досок и балок не тоньше 4 мм.
2. Рубероида для гидроизоляции.
3. Крепежных элементов с саморезами, гвоздями.
4. Профильной отвертки с молотком.
5. Антисептика.

Для усиления плит Кейна будет необходима:

• арматурная проволока или сетка;
• хомуты, полосы стали;
• аппарат для смешивания раствора;
• электросварка;
• отбойный молоток с ломом.

Железобетонную основу усиливают с расходниками и инструментами:

• электрическим перфоратором;
• металлопрофилем;
• древесиной для опалубки;
• компонентами для бетона.

Строители стараются до начала работ собрать необходимые приборы, оборудование, инструменты, чтобы не было причин отвлекаться.

Как усилить?

От правильной подготовки зависит завершающий результат по укреплению перекрытий, поэтому застройщик выполняет:

1. Визуальную оценку объекта для выявления дефектов и потери прочности.
2. Разработку проекта усиления с комплексом расчетов.
3. Сбор инструментов.
4. Покупку стройматериалов.

Для выбора оптимального способа укрепления перекрытия понадобятся данные:

• результатов обследования;
• из проектной документации на строительство;
• по срокам эксплуатации;
• об нагрузках;
• о составе бетона, арматуры;
• о причинах, вызвавших деформацию;
• гидрогеологических сведений.

По окончанию подготовительного этапа переходят к следующим:

1. Штукатурным работам в местах ремонта и реставрации отдельных участков.
2. Изоляции арматуры, удалению поверженных коррозией стальных деталей, заменой новыми.
3. Бетонным инъекциям, если нужно реставрировать разрушенный бетон.
4. Торкретированию, когда раствор поступает под давлением, бетон приобретает прочность, этот метод применяют совместно с другими.
5. Укреплению цоколя.
6. Усилению ЖБИ карбоновым волокном или аналогичным материалом.
7. Модификации конструктива полностью или частично.
8. Установке распорок, консолей.

Существует много технологий и разных связанных процессов по укреплению перекрытий. Все методы объединяют общие правила, которые необходимо соблюдать.

Сюда входит:

• тщательная подготовка поверхностей к реконструкции;
• установка арматуры;
• нанесение отметок на грани бетонного покрытия;
• разборка, чистка железных элементов от ржавчины;
• перевязка внешних стержней с внутренними;
• заделка трещин.

Каждое перекрытие разрушается по-своему, важно установить причины и очаги негативного влияния на конструкцию.

Деревянные

Этапы усиления:

1. Заменяют поврежденные брусья, демонтируют прогнившие балки.
2. Увеличивают количество опор дополнительными элементами с небольшим интервалом, чем повышают несущую способность.
3. Усиливают деревянные балки на опасных участках накладками из досок, ставят пласты из металла на противоположных сторонах и полностью по длине бруса.
4. Дерево и стальные детали обрабатывают защитными от разрушений веществами.
5. Изолируют рубероидом деревянные элементы в местах соединения со стеной.

По окончанию работ крепят детали потолка и напольного покрытия с брусьями.

Железобетонные монолитные плиты

Изделия из цельного железобетона массивные, для их реставрации необходим предварительный расчет, чтобы полностью восстановить несущую способность на дополнительные и текущие нагрузки.

Порядок действий:

• убирают разрушенную отделку, чтобы добраться и оценить состояние сердцевины;
• ликвидируют арматурную сетку, поверженную коррозией и рыхлый бетон;
• укладывают новую арматуру, перевязывают;
• бетонируют.

Размеры ячеек в арматурной сетке выбирают 150 х 150 с проволокой сечением в пределах 14 мм. Для заливки бетона строят опалубку или используют торкрет пушку.

Ребристые конструкции

Для усиления ребристых панелей применяют технологию:

1. Укладывают уголки или металлические планки вдоль ребер.
2. К выпуклой стороне прижимают доску для сооружения опалубки.
3. Внизу делают стальное усиление с анкером.
4. Лоток заливают раствором, уплотняют.

Дополнительные мероприятия содержат:

• удаление бетонных кусков из ребер;
• очистку пространства для обеспечения доступа к арматурному каркасу;
• усиление решетки стержнями;
• покрытие арматуры антикоррозийным веществом;
• заделку трещин;
• бетонирование.

В ходе технологического процесса по усилению допускается увеличение ребер, заливку делают с опалубкой.

Пустотные плиты

Для усиления пустотелых конструкций на практике применяют разные методы, соблюдая общий порядок:

1. Наносят на поверхность плиты вспомогательный слой бетонной смеси, усиленный арматурой.
2. Укрепляют нижнюю строну ЖБИ бетонированием и армированием.
3. Заделывают дефектные места, заливают полости бетоном.
4. Скрепляют участки соприкосновения.

Каким бы ни был сложным ремонт он начинается с оценки разрушений, визуального определения дефектов.

Возможные сложности и ошибки в процессе

Отсутствие положительного результата в усилении перекрытий происходит от трудности строительных работ:

• недостаточной механизации;
• выполнения операций в стесненном положении из-за ограниченного пространства;
• большого масштаба подготовительных мероприятий, которые характеризуются как трудоемкие.

Нужно пробивать гнезда, штробы, борозды в целой панели, чтобы добраться до испорченного участка ржавчиной.

Грубой ошибкой будет, если усиление перекрытий выполнялось:

• с нарушением технологий строительства, так как правила и стандарты разрабатываются, чтобы избежать несчастных случаев;
• некачественными стройматериалами;
• с резким повышением нагрузок.

Усиление должно происходить с установкой опор, используя подходящий способ для нового армирования и бетонирования.

Заключение

Когда планируют усилить перекрытия, все равно сверху или снизу, предварительно следует сделать анализ состояния конструкции и провести расчеты величин действующих нагрузок.

Если груз превышен, необходимо правильно выбрать сортамент материалов усиления. А чтобы не заниматься изучением технологических процессов, нужно доверить расчеты, проведение работ специалистам.