И панелей перекрытий

Усиление монолитных плит перекрытия производят при восстановлении или для увеличения их несущей способности в связи с увеличением эксплуатационной нагрузки на перекрытие. Для этой цели применяют усиление путем:

- одностороннего наращивания сверху;

- или снизу.

Рис. 47. Усиление монолитной плиты перекрытия односторонним наращиванием сверху (а) и снизу (б)

1 – проектируемая арматурная сетка; 2 – новый бетон; 3 – существующая арматура; 4 – коротыши через 700 мм; 5 – усиливаемая плита

При усилении плит наращиванием класс нового бетона, как правило, должен быть на одну ступень выше класса бетона плиты. Бетонная смесь должна быть достаточно пластичной (с осадкой конуса от 8 до 10 см), так как жесткие бетоны не могут быть качественно уплотнены тонким слоем при наличии в них продольной и поперечной арматуры.

Если бетон плиты был подвержен значительной коррозии или пропитан техническими маслами, то необходимо обеспечить шпоночное соединение между его новым и старым слоями бетона. Для этого в перекрытии в шахматном порядке пробивают сквозные отверстия размером 8 х 8 см и шагом 50 - 80 см, в которые устанавливают V или Z-образные стержни шпоночного усиления диаметром 6-8 мм и соединяют их с арматурной сеткой, после чего плиту бетонируют (рис.48).

Рис.48. Усиление монолитной ребристой плиты перекрытия наращиванием сверху с железобетонными шпонками

1- монолитная плита; 2- арматура усиления; 3- бетон усиления; 4- V-образные стержни;

5- отверстия в существующей плите

При значительных дополнительных нагрузках на перекрытие целесообразно осуществлять усиление с помощью стальных пластин шириной 100 мм, установленных с двух сторон или во взаимно перпендикулярном направлении монолитной плиты (рис.49).

Рис.49. Усиление монолитных плит перекрытия с помощью металлических полос, закрепленных с двух сторон

1 – стальная полоса – 100 х 6; 2 – анкерный болт М 12; 3 – клей; 4 – отверстия под болты;

5 – цементно-песчаный раствор; 6 – усиливаемая плита; 7 - канавки

Полосы нижней стороны плиты размещают между противоположными концами полос верхней части плиты. Перед установкой полос в местах их установки пробивают канавки и сквозные отверстия под болты. Канавки покрываются слоем полимерного клея и в них укладываются стальные полосы. В качестве клея можно использовать эпоксидные, полиэфирные и полиуретановые смолы.

В отверстия пропускают болты, которые затягивают гайками. После завершения вышеописанных операций верхняя поверхность плиты вместе с металлическими полосами покрывается выравнивающим цементно-песчаным раствором, а нижние полосы – окрашиваются антикоррозионной краской.

Перед усилением плита должна быть поддомкрачена любым удобным способом.

Когда монолитные плиты перекрытия опираются на металлические балки, их усиление можно выполнить с помощью изогнутого вниз стального листа (рис.50).

Рис.50. Усиление сборных плит перекрытия с помощью изогнутого стального листа

1 – стальной лист; 2 – фиксируемая арматура; 3 – упорный уголок; 4 – анкерные болты; 5 – болты для крепления упорных уголков; 6 – сварка; 7 –цементно-песчаный раствор; 8 – усиливаемая плита; 9 – существующая металлическая балка; 10 – отверстия под анкерные болты; 11 – отверстия для нагнетания раствора

Изогнутый вниз стальной лист подвешивают с помощью уголков и болтов к железобетонной плите перекрытия и металлическим балкам, закрывая его торцы с помощью упорных уголков. В плите пробивают инъекционные отверстия, через которые нагнетают под давлением цементно - песчаный раствор. Для обеспечения совместной работы цементно-песчаного раствора и стального листа в плите с нижней стороны просверливают отверстия, в которые зачеканивают анкерные болты, а к стальному листу приваривают фиксирующую арматуру, которая также способствует жесткому сцеплению листа и раствора. Ввиду особенностей конфигурации изогнутого стального листа создается составляющая сила, направленная вверх и противодействующая вертикальной нагрузке. Благодаря этому междуэтажное перекрытие может воспринимать более высокие нагрузки, чем это было до усиления.

Усиление главных и второстепенных балок монолитного перекрытия. Значительные нагрузки, в том числе и вибрационного характера, нередко вызывают появление в балках монолитного перекрытия поперечных трещин и деформаций верхней зоны, которые необходимо устранить.

Восстановление второстепенных балок монолитного перекрытия при появлении в растянутой зоне поперечных трещин, деформаций верхней зоны, а также при недопустимости уменьшения высоты помещения под поврежденным перекрытием, возможно путем подвешивания их к металлической балке (рис.51).

Рис.51. Восстановление второстепенной железобетонной балки путем подвешивания ее к металлической балке

1 – металлическая балка из двух швеллеров; 2 – болты М 12 через 1000 мм; 3 – уголок 65 х 5; 4 – выравнивающий слой из цементного раствора; 5 – подвеска из круглой стали; 6 – деревянный брусок; 7 - отверстия диаметром 30 мм

Металлическая балка, состоящая из двух швеллеров, соединенных между собой болтами и деревянным брусом укладываются на верхний деформированный участок усиливаемой конструкции через слой выравнивающего цементно-песчаного раствора. У краев металлической балки в монолитном перекрытии пробивают 4 отверстия, через которые пропускают изогнутые в виде хомутов подвески из гладкой арматурной стали. Подвески закрепляют на металлической балке гайками через уголки.

При средней степени повреждения второстепенных балок монолитного перекрытия восстановление их несущей способности осуществляют путем подведения под них металлических балок из 2-х швеллеров, которые подвешиваются к главным балкам с помощью специальных подвесок (рис.52).

Рис.52. Усиление железобетонных балок монолитного перекрытия при помощи подвешенных металлических балок

1 – металлическая балка из двух швеллеров; 2 – деревянная подкладка; 3 – клинья из твердого дерева; 4 – болты через 1000 мм; 5 – подвески; 6 – выравнивающий слой; 7 - отверстия в плите для подвесок; 8-9 прокладки из полосового железа; 10 – деревянный брусок

Перед восстановлением деформированные участки балок покрывают выравнивающим слоем из цементного раствора. Подвески пропускают через заранее пробитые в бетонной плите отверстия. Между плитой и гайками укладывают прокладки из полосовой стали. Под поврежденный участок балки подводят деревянную подкладку, укрепленную болтами на металлической балке. После натяжения подвесок производят выравнивание поверхности монолитной плиты перекрытия с помощью слоя цементно-песчаного раствора.

Когда в монолитных железобетонных балках имеются косые трещины, располагающие на длине не более 1/3 пролета, усиление балок производят при помощи металлических уголков, стянутых хомутами (рис.53).

Рис.53. Восстановление железобетонной балки с помощью

уголков и хомутов

1 – уголок 65 х 5; 2 – подвеска из круглой стали; 3 - отверстия диаметром 30 мм; 4 – прокладка из полосового железа толщиной 8 мм

С этой целью в местах появления трещин в плите перекрытия пробивают отверстия, а к ребрам балки подводят уголки, которые стягивают хомутами, прикрепленными к плите гайками. Между плитой и гайками укладывают прокладки из полосовой стали. На участке от опоры до начала косой трещины необходимо ставить не менее двух хомутов. Остальные хомуты распределяют равномерно по всей длине поврежденного участка балки.

Одним из методов усиления балок монолитного перекрытия является устройство железобетонной обоймы или рубашки..

В отличие от железобетонной обоймы железобетонная рубашка устраивается только с трех сторон балки и дополнительная арматура усиления приваривается к рабочей продольной арматуре балки через коротыши-отгибы

Усиление монолитных железобетонных балок с помощью устройства железобетонной обоймы (а) или рубашки (б)

1 – усиливаемые второстепенные балки; 2 – главные балки; 3- плита; 4- железобетонная обойма (рубашка); 5 – продольная арматура; 6- хомуты; 7- отверстия в плите для пропуска хомутов и укладки бетона; 8- обработанная поверхность балок (насечка); 9- арматурные коротыши-отгибы, привариваемые к оголенной арматуре рубашки

Для устройства железобетонной обоймы необходимо насечкой подготовить поверхность и установить дополнительный арматурный каркас из продольной арматуры и хомутов. Далее установить и раскрепить опалубку, пробить в плите перекрытия отверстия, через которые осуществить под давлением заливку бетонной смеси.

В обоих случаях усиления бетонирование в опалубке может быть заменено на послойное торкретирование с помощью торкрет-пушки. При этом толщина каждого слоя не должна превышать 20-25 мм. Высокая прочность торкрет-бетона, доступность визуального контроля качества работ, производство бетонных работ без устройства опалубки дают значительные преимущества торкретированию при усилении железобетонных конструкций.

Усиление монолитных железобетонных балок может осуществляться путем устройства дополнительных гибких тяжей (рис.54, а) или жестких подкосов (рис.54, б).

Рис. 54. Усиление балок дополнительными опорами

(а)- гибкими тяжами: 1- усиливаемая балка; 2- тяжи; 3- места крепления тяжей; 4- натяжные гайки; (б)- жесткими подкосами: 1- обойма; 2- подкосы; 3- металлический оголовник; 4- натяжная муфта; 5- прокладка; 6- усиливаемый ригель; 7- затяжка; 8- соединительные планки

Дополнительные гибкие тяжи подвешивают к вышележащим конструкциям в виде металлических оголовников, прикрепленных к колоннам, а затем напрягают с помощью натяжных муфт электрофицированными тарированными гайковертами или электротермическим способом.

Жесткие дополнительные подкосы нижней частью устанавливают на металлическую обойму, прикрепленную на колонну, и сваривают между собой соединительными планками. К верхним частям подкосов прикрепляют горизонтальные затяжки, в которых создают с помощью натяжных муфт предварительное напряжение.

Наиболее эффективным способом усиления балок монолитного перекрытия является установка предварительно-напряженной шарнирно-стержневой системы со швеллером-подкладкой и напряженными подвесками (рис.55).

Рис.55. Усиление балок монолитного перекрытия шпренгелем с подвесками

1 – колонна; 2 – усиливаемая балка; 3 – тяж; 4 – подвеска; 5 – плита перекрытия; 6 – натяжная муфта; 7 – опора из швеллера

При усилении балок шпренгелем с подвесками сначала закрепляют на колоннах концы стальных тяжей. На тяжи навешивают подвески, нижние концы которых приваривают к опорам из швеллера. Натяжение тяжей осуществляют с помощью натяжных муфт, установленных на подвесках. В тяжах растягивающие усилия, которые передаются в виде сжимающего напряжения на железобетонную балку, обеспечивая ее усиление. В период эксплуатации возможен контроль за предварительным напряжением в усиливаемой балке.

Усиление сборных плит перекрытия. Для ребристых плит перекрытия наиболее часто приходится усиливать поверхностный слой плиты перекрытия и продольные ребра в связи с их повреждением или увеличением нагрузки на перекрытие.

При усилении плиты перекрытия путем наращивания ее сверху рекомендуется к обнаженной арматуре плиты перекрытия приварить дополнительную арматуру усиления и произвести укладку нового слоя бетона (рис.56).

Рис.56. Усиление сборной плиты перекрытия

наращиванием сверху

1 – плита перекрытия; 4 – наращивание, состоящее из

дополнительнойарматуры и слоя бетона

При наращивании ребер снизу сначала следует расчистить поврежденные участки от бетона и очистить существующую арматуру от ржавчины. Затем в ребрах к нижней существующей рабочей арматуре (3) приваривают коротыши из арматурной стали с шагом 500 мм, а к ним - дополнительную арматуру (4), после чего укладывают бетон в заранее подготовленную временную опалубку (рис.57).

Рис.57. Усиление ребер сборных плит перекрытия с помощью

дополнительной арматуры

1 – существующая арматура ребра плиты; 2 дополнительная арматура; 3 – коротыш с шагом 500 мм

Усиление многопустотных плит перекрытия. При наличии продольных трещин в стенках между пустотами, а также при необходимости значительного увеличения несущей способности плиты усиление сборных многопустотных плит перекрытия осуществляется путем замоноличивания каналов пустот (рис.58).

Рис.58. Усиление многопустотных плит прекрытия замоноличиванием каналов пустот

а – вариант заполнения пустот; б – вариант с применением набетонки; 1, 3 - вновь устанавливаемый арматурный каркас по расчету; 2 – усиливаемая плита; 4 – бетон; 5 – набетонка; 6 – арматурная сетка

В первом случае усиление многопустотных плит производят путем пробивки вдоль плиты борозд шириной 70-100 мм (через одну пустоту), установки в них вертикальных каркасов и укладки дополнительной арматурной сетки. Затем выставляют маячные рейки и укладывают бетонную смесь с уплотнением вибратором.

Во втором случае усиление плит осуществляется как и в первом варианте, но с дополнительной набетонкой и установкой арматурого каркаса (6 ).

Усиление перекрытий полносборных зданий. В крупнопанельных зданиях первого поколения толщина панелей перекрытий составляла 100 мм, что оказалось недостаточным по причине их прогибов, превышающих допустимые нормы, в результате эксплуатации.

Для устранения прогибов разработано несколько способов:

- установкой металлических балок сверху панели перекрытия (рис.59, а, б);

- установкой металлических балок над чердачным перекрытием (рис.59, в);

- подведением стальных балок в местах опоры панелей перекрытия (рис.59, г);

- с помощью напрягаемых арматурных стержней (рис.59, д);

.

Рис.59. Схемы устранения прогибов перекрытий полносборных зданий

а) – установкой металлических балок сверху с устройством гнезд в панеле перекрытия под опорные шайбы и затягиванием гаек снизу: 1 – стальная балка; 2 – натяжной болт; 3 – плита перекрытия; 4 – бетон; б) – то же, с затягиванием гаек сверху: 1 – стальная балка; 2 – натяжной болт; 3 – плита перекрытия; в) – установкой металлических балок над чердачным перекрытием: 1 – разгрузочная балка; 2 – подвеска из круглой стали; 3 – плита перекрытия; 4 – опорная стальная подкладка; г) – подведением стальных балок: 1 – плита перекрытия; 2 – стальная балка; 3 – металлическая сетка; 4 – слой штукатурки; 5 – дюбель; 6 – стена; д) – с помощью напрягаемых арматурных стержней; 1 – несущая стена; 2 – положение перекрытия до ремонта; 3 – то же, после ремонта; 4 – напрягаемые арматурные стержни

В первых двух для включения балок в работу, в панелях перекрытий просверливают гнезда, в которые устанавливают натяжные болты, а затем с помощью завинчивания гаек устраняют прогибы панелей. В этом случае возможны два варианта, когда затягивание гаек осуществляется снизу (рис.59, а) или сверху (рис.59, б) панелей.

Для устранения прогибов панелей чердачного перекрытия концы разгрузочной металлической балки соответствующего сечения заделывают в несущие панели перегородок или опираются на подкладки возле них, а провисшую панель подвешивают на болтах к балке металлическими тяжами круглого сечения, пропускаемые через просверленные в ней отверстия (рис.59, в).

Прогиб панелей перекрытий на небольшом расстоянии у несущих стен можно устранить подведением стальных балок с последующим оштукатуриванием их по металлической сетке (рис.59, г).

При ликвидации прогибов панелей перекрытий рекомендуется установка под потолком металлических стержней, которые затем подвергаются предварительному натяжению электротермическим или механическим способом (рис.59, д). После натяжения стержней потолок оштукатуривают по металлической сетке или устраивают подвесной потолок.

Для ликвидации разрушения материала стен в местах опирания на них панелей перекрытий рекомендуется устанавливать на стене дополнительную опору в виде металлического уголка соответствующего сечения, который крепится болтами, пропущенными сквозь стену (рис.60).

Рис.60. Усиление узлов сопряжения панелей стен с панелями перекрытий

а) – рядового платформенного узла; б) – комбинированного узла сопряжения стен лестничной клетки: 1 – панель внутренней стены; 2 – стальной уголок; 3 – стяжной болт;4 – диафрагма жесткости уголка; 5 – панель перекрытия; 6 – цементный раствор; 7 – штукатурка; 8 – стальной лист; 9 – ребра жесткости стального листа; 10 – бетон замоноличивания

В платформенном стыке панелей следует устанавливать два опорных уголка (2), соединяя их стяжным болтом (3). После проведения монтажных работ необходимо провести декоративную заделку металлических элементов (7).