Как усилить деревянные балки перекрытия

Когда нужно проектирование усиления строительных конструкций зданий?

Подробный обзор

Как проводится усиление строительных конструкций углеволокном?

Усиление углепластиком – это метод внешнего армирования, который позволяет хорошо увеличить эксплуатационные характеристики здания. Материалы крепятся на сооружении при помощи монтажного клея, например эпоксидного или полимерцементного. Среди преимуществ данного способа – легкость и быстрота монтажа, сохранение внешнего вида здания. Опыт показывает, что усиление строительных конструкций углеволокном целесообразно для дорогостоящих, уникальных, исторических конструкций.

Прочность, легкость, инновационность метода усиления конструкций углепластиком

Усиление строительных конструкций углепластиком осуществляется методом внешнего армирования — наклеиванием на поверхность высокопрочного холста из углеродной ткани, что повышает несущую способность конструкции до 200% от начальной. Углепластики являются не только инновационными, но и невероятно легкими, упругими и сверхпрочными материалами, что позволяет успешно использовать их для усиления как изгибаемых конструкций (ригелей, балок, плит перекрытий) в растянутой зоне и на приопорных участках, так и сжатых элементов (колонн, пилонов).

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

  • плохое состояние балочной конструкции. Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;
  • снижение несущей способности. Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;
  • необходимость увеличения несущей способности балки. Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия (ремонт, реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

Допустимое сечение балок при нагрузке

Материал подготовлен для сайта

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

Основные методы усиления балок и ригелей

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.

Читайте также:  Монолитный участок между плитами перекрытия под лестницу

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]

Наращивание площади сечения балки

Одним из самых популярных способов укрепления балок перекрытий является наращивание их сечения установкой дополнительных деревянных накладок. В основном этот способ применяется в случаях, когда материал балок становится рыхлым вследствие естественного старения или же в результате жизнедеятельности жуков-древоточцев.

Увеличение площади сечения достигается установкой накладок из дерева толщиной не менее 50 мм на ослабленном или повреждённом участке. Отдельные специалисты утверждают, что имеет смысл лишь увеличение сечения по горизонтальным сторонам, то есть сверху и снизу балки, а наращивание толщины изделия по ширине не даёт полезного эффекта.

Перед установкой накладок, как и в случае с другими работами по укреплению балок, следует обработать ослабленные участки противогрибковыми средствами. После противогрибковой обработки нужно снизить до минимума уровень прогиба при помощи домкратов. Непосредственно монтаж накладок эффективнее осуществлять по всей длине балки. Прикрепление осуществляется при помощи болтов или шпилек насквозь.

В качестве усиливающего элемента можно использовать не только дерево, но и металл. В таком случае используются швеллеры или металлические полосы. Последние менее надёжны, чем швеллер, и могут применяться только для усиления небольших участков повреждённых балок.

Усиление пролёта балки с помощью металлических накладок производится по такому же алгоритму, как и в случае накладок из дерева, однако при этом имеет некоторые особенности. В частности, перед установкой металлические накладки обрабатываются антикоррозийным составом. Кроме того, между металлическими и деревянными частями следует устроить гидроизоляционный слой.

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.

Читайте также:  Монолитная плита перекрытия своими руками

Приготовление компонентов.

Углеродные материалы поставляются смотанными и упакованными в полиэтилен. Очень важно не испачкать их в пыли, которой после шлифования бетона будет очень много, иначе углеродное волокно невозможно будет пропитать связующим, т.е. получится производственный брак. Поэтому, заготовительную зону следует застелить плотным полиэтиленом и уже по нему отматывать требуемую длину углеродного материала. Обрезка углеродных лент и сеток может осуществляться канцелярским ножом, или ножницами по металлу, а углеродных ламелей – угол-шлифовальной машинкой с отрезным кругом по металлу.

Адгезивы, как правило, применяются двухкомпонентные – т.е. требуется смешивать два материала в определенной пропорции. Необходимо четко следовать инструкции производителя и при дозировании использовать весы, или мерную посуду. Смешивание составов происходит путем постепенного добавления одного компонента в другой при постоянном перемешивании низко оборотистой дрелью. Ошибки дозирования, или неправильное вмешивание одного компонента в другой, могут привести к закипанию адгезива.

В последние годы, большинство производителей поставляют адгезив в комплектах – т.е. в двух ведрах с уже дозированными объемами компонентов. Таким образом можно просто вмешать содержимое одного ведра в другое (ведро специально поставляется большего объема (полупустым)) и получить готовый адгезивный состав.

Полимерцементные адгезивы (для углеродных сеток) поставляются в мешках и затворяются водой согласно инструкции, как любой ремонтный материал.

Следует помнить, что адгезив имеет ограниченный срок жизни – порядка 30-40 минут и он резко сокращается при повышении температуры выше 20°С, поэтому объем приготовляемого адгезива не должен превышать физических возможностей его выработки.

Рекомендации по усилению и ремонту строительных конструкций инженерных сооружений (2-е издание, стереотипное), Рекомендации ЦНИИПромзданий от января года

     Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций Научно-технического Совета ЦНИИПромзданий.            Рассмотрены технические решения по ремонту и усилению конструкций различных инженерных сооружений: стальных и железобетонных резервуаров, силосов, подпорных стен, конвейерных галерей, крановых эстакад, дымовых труб и др.

           Рекомендации содержат основные положения по обследованию и оценке несущей способности железобетонных и стальных конструкций сооружений. Приведена классификация характерных железобетонных и стальных конструкций по внешним признакам, которая позволяет установить определенный способ усиления конструкций.

Разработана методика и даны примеры расчета усиления конструкций.            Рекомендации могут быть использованы при усилении поврежденных конструкций, а также конструкций, нагрузки на которые возросли при реконструкции.

           Рекомендации предназначены для работников проектных и строительных организаций, для специалистов служб, занимающихся эксплуатацией и ремонтом зданий и сооружений.      

     Руководитель разработки — к.т.н. Туголуков А.М.

1. ПРЕДИСЛОВИЕ

     В настоящее время в эксплуатации находится большое количество различных инженерных сооружений: стальных и железобетонных резервуаров и технологических емкостей, силосов, каналов и тоннелей, подпорных стен, конвейерных галерей, эстакад технологических трубопроводов, крановых эстакад, градирен, дымовых труб и др. Многие из этих сооружений, особенно эксплуатируемые в условиях повышенной агрессивности внешней среды, приходят в неудовлетворительное состояние через 15-20 лет работы и требуют ремонта.            Помимо этого возникает потребность в усилении сооружений при реконструкции, в связи с изменением технологических процессов и нагрузок на конструкции.            В настоящих рекомендациях представлены различные способы ремонта и усиления конструкций инженерных сооружений.            Рекомендации содержат: общие методы ремонта строительных конструкций; примеры усиления и восстановления конструкций инженерных сооружений; особенности расчета при усилении.            При разработке рекомендаций по ремонту и усилению инженерных сооружений в основу были положены примеры конструктивных решений, заимствованных из практики отечественного и зарубежного строительства. Указанные примеры по ремонту и усилению конкретных видов сооружений не являются единственно возможными, а отражают специфику, которая характерна для определенных условий эксплуатации.            Важным является оценка технического состояния и пригодности к эксплуатации конструкций инженерных сооружений. Указания по этому вопросу составлены на основании научных исследований, выполненных в ЦНИИпромзданий.      

Читайте также:  Железобетонные пустотные плиты перекрытия

     При проведении ремонтно-восстановительных работ необходимо соблюдать требования СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве».

Основные техники внешнего армирования

Технология Как осуществляется Степень износа Метод воплощения
Изменения в схемах Уменьшение пролета при обустройстве дополнительной опоры Не более 60% Обустройство распорки из стали.
Наращивание сечения элемента Создание конструкции, которая частично примет нагрузку Не более 40% Для перекрытий из дерева – обустраивается накладка, деревянный либо металлический «протез». Установка новых конструкций, которые опираются на имеющиеся или вновь созданные элементы. Обустройство металлических хомутов и жб обойм – для железобетонной плиты. Приварка дополнительного профиля, бетонирование стальной балки – для элементов из стали.
Создание нового конструктивного элемента Перераспределение нагрузки при превращении определимой в неопределимую систему
Устройство нового конструктивного элемента, который будет нести нагрузку взамен существующей плиты Не более 60%
Разгрузка объектов Предполагает замену современными материалами тяжелой смазки или засыпки, чтобы снизить вес плиты Не более 60%
Выявление неучтенного запаса прочности Конструкция пересчитывается по новым нормам, который учтут реальный характер работы бетонного перекрытия Не более 40%

Существует ряд факторов, которые могут повлиять на целостность домовых перекрытий:

  1. Механические воздействия.
  2. Воздействие на перекрытие агрессивных жидкостей, таких как кислоты и щелочные растворы.
  3. Неблагоприятное воздействие окружающей среды.
  4. Незаконная перепланировка зданий.
  5. Разрушения, возникшие в результате пожаров.
  6. Воздействие волны, возникшей в результате землетрясения.

Чаще всего разрушения выявляют в арматуре из-за коррозии металла. По этой причине происходит снижение несущей способности конструкций.

При перепрофилировании помещения иногда необходимо усиление плит перекрытия конструкций, т.к. здание будет выполнять другие функции, связанные с большими нагрузками. Например, в здании будет установлено новое, более тяжелое оборудование.

Интересные статьи:

  1. Как сделать монолитное перекрытие своими руками
  2. Как правильно и чем утеплить чердачное перекрытие
  3. Усиление балок перекрытия как усилить железобетонные металлические и деревянные балки перекрытия Усиление прогнившей балки снизу
  4. Монолитное перекрытие устройство железобетонных безбалочных или балочных плит по профнастилу Какой монолит лучше для частного дома

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.