Усиление железобетонной балки перекрытия

Усиление перекрытия обычно проводится в процессе перепланировки или ремонта квартиры, офиса, коттеджа, гаража, склада или другого строительного объекта. Данная процедура помогает избежать непредвиденных аварийных ситуаций в процессе эксплуатации строения.

Схема балки перекрытия.

Усилить перекрытие может понадобиться из-за увеличения нагрузки или снижения его прочности.

Существует несколько типов перекрытия:

• деревянное;
• перекрытие из железобетонных монолитных плит;
• ребристое;
• перекрытие Клейна.

Для каждого вида существует свой способ усиления. Но при этом процесс работы с любым типом перекрытия начинают с установки опорных стоек.

Усиление деревянного перекрытия

Обычно такие перекрытия ремонтируются в результате повреждения или разрушения балок. В данном случае балки усиливают или меняют, увеличивая их сечение. Если помещение меняет свою функцию или повышается нагрузка на перекрытие, значит нужно провести усиление балок, заменить их на более крупные или увеличить количество и расположить их чаще.

Схема армированной плиты перекрытия: 1 – Cетка, 2 – Усиление основной сетки, 3 – Усиления краев плиты, 4 – Усиление углов плиты, 5 – Несущие стены.

Для работы понадобятся:

• гвозди;
• молоток;
• клей для оклеивания древесины рубероидом.
• антисептик.

Не обойтись и без соответствующих материалов:

• досок или брусьев;
• рубероида для изоляции древесины.

Усиление балок выполняется при помощи досок или брусьев соответствующей толщины, которые прибиваются с двух сторон. Доски, используемые для накладок, должны иметь толщину не менее 38 мм, но при этом расчет сечения брусьев и толщины должен проводить конструктор.

Если нагрузка на перекрытие повышается, понадобится увеличить и несущую способность балок путем крепления накладок на всю их длину. Когда нужен ремонт поврежденных балок, накладки используются только в необходимых местах. Обычно их крепят на концах. Причина повреждения балок в этом месте обусловлена их неправильным опиранием о стену. Образование конденсата способствует тому, что древесина прогнивает и теряет прочность в месте контакта со стеной. Чтобы избежать подобной проблемы, концы балок нужно обработать антисептиком и оклеить рубероидом.

Чтобы увеличить количество балок, вставляются дополнительные конструкции между уже существующими, в результате чего значительно уменьшается расстояние между ними. Сечение и количество дополнительных балок и их размещение на определенных участках или всем перекрытии зависят от силы нагрузки на новое перекрытие.

Когда требуется усиление

В большинстве случаев невозможно самостоятельно определить необходимость ремонта и восстановления перекрытий, так как все изменения скрыты под отделочными материалами. Возможными признаками того, что нужно усиление плиты перекрытия в гараже над погребом, в доме между этажами являются следующие факторы.

• Образование трещин.
• Отслоение штукатурки или напольной стяжки.
• Появление сколов, пятен на поверхности.

Наиболее частыми причинами становится коррозия стержней арматуры, общее неудовлетворительное состояние перекрытий, серьезное увеличение нагрузки.

Усиление перекрытия из железобетонных плит

Усиление монолитного железобетонного перекрытия выполняется несколькими способами. В первую очередь для работы понадобятся инструменты и соответствующие материалы:

Схема усиления железобетонной плиты перекрытия: 1 – Нижняя армирующая сетка, 2 – Верхняя армирующая сетка, 3 – Стена, 4 – Нижняя усиливающая арматура, 5 – Верхная усиливающая арматура.

• электроперфоратор;
• электрический отбойный молоток;
• бетономешалка;
• сварочный аппарат;
• двутавры, уголки, швеллера;
• шпильки;
• доски для опалубки;
• бетон (цемент, песок, щебень, паста ПВА).

Перед тем как прорезать небольшой проем в железобетонных монолитных перекрытиях, предварительно необходимо установить опорные столбы. Далее нужно выпилить проем и разбить торец электрическим отбойным молотком, чтобы арматура выступила на 15-20 см. Затем к ней по периметру проема приваривается швеллер, снизу ставится опалубка и расстояние между швеллером и бетоном заливается заранее приготовленным бетонным раствором. После того как бетон полностью схватится, временные столбы и опалубку нужно убрать.

При резке крупного проема в железобетонных перекрытиях и при условии близкого расположения друг к другу несущих стен нижнего уровня (6-12 м) необходимо использовать нижнее подвесное подпорочное усиление, закрепленное на стенах. Такое усиление монолитного перекрытия важно выполнить еще до резки проема. Швеллеры или уголки нужного размера устанавливают снизу вплотную возле монолитного перекрытия, максимально близко к месту планируемого проема и двумя концами заводятся в приготовленные заранее ниши (если стены из кирпича). После этого ниши, расстояние между плитами перекрытия и металлоусилениями зачеканиваются .

Конструкция Клейна

Вплоть до начала ХХ века перекрытие Клейна было очень популярным при строительстве домов.

Этот вид железобетонных конструкций встречается редко, но в свое время они были довольно популярны, и на сегодняшний день есть энтузиасты, которые хотят вернуть их в арсенал застройщиков. Перекрытие Клейна делается из двутавровых балок высотой 80-240 мм, которые уложены с шагом 100-160 см. Плиту опирают на нижние полки лога. Эта плита должна быть сложена из керамического кирпича и армирована стальными полосами, сечение которых составляет 2 х 20 мм либо прутьями из стали диаметром 6-8 мм. Несущую способность монолитного перекрытия из кирпича возможно усиливать методом укрепления двутавровых балок из стали или методом укрепления кирпичного заполнения.

Логи укрепляются путем приваривания полосовой стали к двум полкам двутаврового профиля либо сооружения дополнительной монолитной плиты. В этом случае к логам привариваются хомуты из стальных стержней и прокладывают бетон.

Второй способ усиления железобетонного перекрытия

Схема укрепления ребристого перекрытия.

В этом случае на монолитных стенах швеллеры и двутавры закрепляют при помощи разработанных специально систем замков. Если при резке проема плиты нет возможности прикрепиться к расположенным ниже несущим стенам и при этом проем довольно большой – дополнительно к нижнему усилению в углах проема устанавливаются столбы между перекрытием, расположенном внизу, и тем, в котором режется проем. Такие столбы частично берут на себя нарушенную несущую способность плиты.

Процесс резки железобетонных панельных плит необходимо проводить аккуратно, потому что заводские образцы имеют ширину от 60 см до 2 м. И если отрезать часть такой плиты по всей ширине, вторая половина обязательно рухнет вниз. Чтобы избежать падения железобетонных плит, необходимо еще до резки проема выполнить временное усиление монолитного перекрытия.

Когда проем невелик и можно выполнять работу с двух сторон железобетонных плит, не так сложно сделать усиление. Отрезную часть плиты закрепляют за соседние, в которых не будет прорезаться проем, при помощи подведенного снизу швеллера и стягивают насквозь шпильками через уложенную сверху полосу. В итоге получается, что две нетронутые соседние плиты выполняют функции несущих балок, на которых и держится частично отпиленная панель перекрытия.

Такой способ усиления малозатратен и требует меньше времени для работы. Данный метод исключает наличие большого количества нижних подпорных столбов, которые загромождают пространство.

Используемые технологии

Подходящий метод для усиления плиты перекрытия сверху или же снизу выбирает специалист с достаточным уровнем квалификации и опытом проведения строительных работ. Профессионал опирается на следующие особенности.

• Целостность армирующего каркаса.
• Геометрические размеры.
• Запас прочности.
• Величина прогиба конструкции.
• Толщина отделки.
• Дефекты перекрытия.

Для определения этих особенностей используется визуальный осмотр и методы инструментальных замеров.

Специалисты применяют разные методики восстановления пола или потолка, в том числе и усиление плит перекрытия углеволокном. Вдоль длинной части конструкции располагается двунаправленное полотно, снизу можно применять однонаправленный углепластик. С помощью нескольких слоев такого материала увеличивается запас прочности на сжатие железобетонной плиты, который всегда ниже допустимого уровня нагрузок на растяжение. При этом работы проводятся быстро, просто, без увеличения в сечении конструкций.

Усиление ребристого перекрытия

Усиление ребристых перекрытий производится так же, как и в случае с железобетонными плитами, то есть выполняется набетонка. Соответственно, инструменты и материалы понадобятся те же. Другой вариант – выполнение дополнительных ребер, которые располагают параллельно существующим. Для этого в месте, где будет сделано новое ребро, над пустотелыми блоками заполнения демонтируется бетон. Затем в видимых блоках вырезается часть верхней поверхности, в результате чего открывается их середина. В итоге образуется пространство, в которое после очистки и удаления щебня можно укладывать арматуру, а дальше – бетон.

Благодаря дополнительным ребрам в ребристых перекрытиях уменьшается нагрузка, что делает их более надежными.

Усиление монолитных плит перекрытий

Монолитные перекрытия в строительстве по-праву считаются самыми прочными, обладая при этом повышенной материалоемкостью, массой и, как следствие, довольно высокой ценовой категорией. В связи с этим применение монолитных конструкций не всегда оправдано с экономической точки зрения и является необходимой и оправданной мерой при наличии высоких проектных нагрузок.

Наиболее популярным способом укрепления плит перекрытия монолитной конструкции является возведение еще одной сходной по структуре плиты, которая располагается на поверхности старой. При этом в ряде случаев такой метод считается малоэффективным, создавая, помимо номинальной, дополнительную нагрузку на существующее перекрытие.

В альтернативном варианте применяются стальные поддерживающие конструкции из балок различных профилей. В их качестве применяются все виды профильного металлопроката, а именно: уголок и швеллер, тавровая и двутавровая балки. На их основе формируются опорные конструкции, предназначенные для перераспределения рабочей нагрузки. Также как в реберных плитах могут устанавливаться элементы в виде шпренгельной арматуры, а также при возможности дополнительные опоры в виде колонн. При этом необходимо правильно оценить возможность их инсталляции особенно в многоэтажных зданиях и сооружениях.

В случае необходимости усиления плит при повышении нагрузки или равномерном износе монолитных перекрытий, рационально использовать углекомпозитные материалы, в виде наносящихся слоями лентовых покрытий.

Особенности повышения прочности различными методами

Выбор методики увеличения несущей способности и грузоподъемности зависит от материала и особенностей самой постройки. Так, например деревянные чаще всего подлежат полной замене, а металлические и жб могут быть усилены классическими способами или при помощи углеволокна.

Железобетонные конструкции представляют собой пролеты, которые бывают нескольких конфигураций:

• Сборные пустотные — применяются для обустройства межэтажных перекрытий в жилых и общественных зданиях;
• Сборно-ребристые — в основном предназначены для промышленных зданий при строительстве кровли;
• Монолитные — наиболее универсальные, используются во всех типах зданий и сооружений.

Универсальным средством для любого вида плиты считают углекомпозит и, прежде всего, углеленту FibArm Tape или углеродную сетку FibArm Grid. В зависимости от типа плиты осуществляются следующие действия:

• Усиление пустотных плит этажного перекрытия материалом FibArm осуществляет путем наклеивания холста на поверхность снизу. Он приклеивается с определенным шагом. При этом может быть нанесено несколько слоев холста, что определяет степень повышения прочности.
• Аналогичным способом происходит армирование монолитных плит, используемых для перекрытия, но углелента приклеивается продольно по всей поверхности. Это позволяет повысить и сейсмоустойчивость.
• Для усиления ребристых плит перекрытия углекомпозит наклеивают на нижнюю часть ребер. Количество слоев определяет уровень усиления. Опорную часть такой системы также укрепляют хомутами из однонаправленной ленты.