Каковы этапы усиления перекрытия?
Первый шаг перед любым вмешательством — оценить состояние конструкции : хорошо ли она сохранилась и сохранили ли балки свои механические свойства ? Это можно выяснить с помощью геодезиста, чтобы проверить прочность бетона и определить количество и качество арматуры имеющегося балочного перекрытия.
Если заранее сложно проверить, обеспечивает ли шероховатость соединяемой поверхности достаточное сцепление, следует установить коннектор. Ведь если между элементами конструкции происходит сдвиг, несущая способность снижается, а риск деформации возрастает.
Один из способов уменьшить естественную склонность к сдвигу — заливать бетон в два чётко разделённых приёма. Но этого всё же недостаточно для полноценной совместной работы всей конструкции. Поэтому важно установить коннектор, который позволит оценить уровень сцепления материалов.
Существует 4 класса поверхности по шероховатости. Очень гладкая — при заливке на гладкую опалубку ; гладкая, самая распространённая, — для бетонной стяжки с вибрированной поверхностью ; шероховатая, получаемая искусственно механическими способами ; и зубчатая, которую готовят, а затем заливают с помощью специально профилированных элементов. Для открытого кирпича или рыхлого заглаженного слоя следует считать, что вклад в обеспечение безопасности нулевой.
Кроме того, свойства прочности и деформации соединения влияют на то, как будет работать составной элемент. Особое значение имеет пластичность этого соединения, потому что она обеспечивает наилучшую несущую способность и изгибную прочность конструкции. Она также влияет на равномерное распределение всех коннекторов по всей длине конструкции. Это показывает, насколько важно знать, как ведёт себя соединение, чтобы правильно рассчитать и оценить статическую надёжность перекрытия до устройства усиливающей плиты.
Соединение чаще всего выполняют коннекторами с выступом, анкеры которых к разным элементам различаются в зависимости от материалов ; это облегчает монтаж.
Плиты из фибробетона
Новые технологии позволили создавать тонкие плиты, обладающие высокой прочностью. Они состоят из бетона, армированного волокнами. Теперь этот материал очень часто используют для перекрытий из бетона и кирпича. Это FRC — английская аббревиатура от Fiber Reinforced Concrete. Эта смесь на основе цемента, усиленная различными волокнами, гарантирует высокую прочность на сжатие, а также на растяжение. Кроме того, он пластичен и лучше обычного бетона сопротивляется срезу.
Поскольку эти новые материалы ещё не классифицированы, точные области их применения пока неизвестны. Во всяком случае, их уже используют для соответствия сейсмическим нормам и для придания жёсткости тонким перекрытиям с небольшой нагрузкой.
Эффективность такой жёсткой плиты будет оптимальной при условии наличия определённой степени закрепления к существующей конструкции на двух стыках: балка — плита и плита — стена. Разработчики FRC часто советуют заранее выполнить трудоёмкую подготовку усиливаемой поверхности кирпичных и бетонных плит. Например, они рекомендуют удалить глянец с основания механической абразивной обработкой, затем очистить его и начать усиление с нанесения валиком грунтовки. Если местами поверхность не заглажена, необходимо выполнить металлическое соединение, чтобы не оставалось сомнений.
Из каких элементов состоит перекрытие ?
Перекрытия без стяжки : многие перекрытия не имеют верхней стяжки. Это так называемые пустотные перекрытия, для которых необходимо устроить сталежелезобетонную плиту, чтобы нагрузки могли распределяться, а конструкция отвечала требованиям сейсмических норм.
Перекрытия со стяжкой : некоторые перекрытия имеют относительно тонкие или слабо армированные стяжки. В такой конфигурации их следует усилить, чтобы придать жёсткость всей плите и повысить несущую способность.
Перекрытия с низкой несущей способностью : для перекрытий, отличающихся низкой несущей способностью, нужно учитывать возможное увеличение нагрузки. Тогда следует устроить сталежелезобетонную плиту, чтобы увеличить расстояние между внутренними силами и улучшить сопротивление сечения любому изгибу. Чем больше высота сечения, тем выше должна быть прочность.
Размеры существующих балок
Необходимо найти время, чтобы изучить размеры уже имеющихся балок. Их ширина обязательно должна быть достаточной, чтобы коннектор по бокам был покрыт достаточным объёмом бетона. Эту меру предосторожности нужно соблюдать на всю глубину заделки коннектора. Минимальная ширина балки должна составлять 10 см, а максимальная толщина — 2 см, если в перекрытии нет существующей плиты. То же требование к толщине действует при наличии в перекрытии плиты, но её ширина должна быть не менее 8 см. Если у существующих перекрытий балки меньшего размера, установить какой-либо коннектор невозможно. Тип сборных балок позволяет легко понять, какой это случай. Если перекрытие состоит из элементов Bausta, проблем с креплением коннектора нет ; для перекрытий Varese или Sap малого размера всё иначе.
Тип существующих балок
Для существующих бетонных балок необходимо проверить прочность на сжатие. Она должна давать значения не ниже Rck 20 МПа. От этого зависят прочность коннектора, его срез и проверки на изгиб. Если бетон карбонизирован, а сталь окислилась, установить коннекторы невозможно.
Арматура существующих балок
Необходимо проверить прочность нижних стальных стержней усиливаемых перекрытий. Для этого нужно зафиксировать их характеристики: диаметр, тип стали и количество. Испытания в специализированной лаборатории позволяют проверить способность стали сопротивляться вплоть до разрыва.
Какие коннекторы использовать ?
Существуют разные коннекторы, и выбирать их нужно с учётом конфигурации перекрытий и условий их эксплуатации. Например, для перекрытия, которое должно выдерживать большие нагрузки, применяется коннектор CTEM. Он снабжён пластиной в основании, которая закрепляется на существующей плите, что обеспечивает наилучшие механические характеристики.
Для менее нагруженных конструкций может подойти коннектор VCEM. Он оснащён одним винтом с резьбовой частью, чтобы надёжно входить в бетон.
Наконец, коннектор CTC MINI применяется для соединения нескольких очень тонких слоёв высокопрочного бетона при устройстве сталежелезобетонных плит толщиной не менее 20 мм.
Какой бетон использовать ?
Чаще всего используется конструкционный бетон класса не ниже C 25/C 30 толщиной более 4 см. Главное — никогда не превышать уровень сталежелезобетонной плиты и обязательно хорошо увлажнить перекрытие перед бетонированием.
Лёгкий конструкционный бетон рекомендуется для снижения нагрузки на усиленную плиту при сохранении оптимальной механической прочности. Именно этот материал применяется в новом строительстве в соответствии с нормами для зон с высокой сейсмической опасностью.
Общая толщина усиленной плиты должна быть больше 1/25 её длины. Это базовое правило. Чтобы определить количество устанавливаемых коннекторов, нужен простой расчёт. Их размещают чаще у стен и реже по мере приближения к середине балки.
Перед заливкой бетона перекрытия необходимо надёжно подпереть. Если нет доступа к помещениям снизу, следует использовать подвесные тяги, чтобы подвесить перекрытие.
Бетон, армированный фиброй, в свою очередь, применяется, чтобы уложиться в толщину слоя от 20 до 30 мм и уменьшить нагрузки.
Если есть распределительные плиты, не связанные со стенами, или плиты нет вовсе, их нужно либо связать со стенами, либо закрепить стержни на смоле.
Не забудьте уложить сварную сетку на середине высоты плиты. Эту сетку необязательно соединять с плитой коннекторами.
Наконец, важно предусмотреть укладку изоляционной панели, обладающей жёсткостью, прочностью, а также тепло- и звукоизоляционными свойствами.
Проблема разрушения кирпичей
Некоторые перекрытия, чувствительные к значительным прогибам, могут прогнуться настолько, что нижняя плита и блок пустотного перекрытия оседают. В этом случае необходимо соответствующим образом усилить перекрытие, а затем закрепить коннекторы с новой плитой, чтобы не допустить повторения разрушения на уровне кирпичей.
Если перекрытие нельзя усилить, например из-за недостаточных размеров сечения, внутрь него нужно установить стальные балки. Возможны разные решения: от полного демонтажа до восстановления с помощью углеродных волокон. Стальные балки при этом ставятся вместо рядов пустотного перекрытия. Затем балка соединяется со сталежелезобетонной плитой коннектором типа CTF и, наконец, правильно армируется сварной сеткой.
Мы здесь, чтобы помочь вам: если у вас есть вопросы, не стесняйтесь связаться с нами.