Усиление и реконструкция деревянных перекрытий

Применение фиброармированных полимерных материалов для усиления строительных конструкций

В настоящее время наряду с традиционными методами усиления строительных конструкций все более широкое применение находят специальные методы, в частности усиление конструкций с помощью фиброармированных полимерныхматериалов, прежде всего материалов на основе углеводородных волокон, которые обладают механическими свойствами, превосходящими аналогичные характеристики стали. Они характеризуются высоким модулем упругости - до 640 ГПа, прочностью на растяжение – до 3000 МПа, значительным сопротивлением динамическим нагрузкам, неподвержены коррозии, стойки к химическим агентам (кислотным и щелочным). Обладают высокой степенью выносливости и усталостной прочности, термической и реологической устойчивостью.

Материалы на основе углеводородных волокон изготавливаются в виде ламинатов и холстов.

Ламинаты – углеводородные волокна, строго ориентированные в одном направлении и омоноличенные (ламинированные) в полимере в виде жестких полос. Их применяют для восприятия растягивающих усилий изгибаемых, центрально и внецентренно сжатых элементов (плоских и ребристых плит, балок, ригелей, нижних поясов ферм и т.д.).

Холсты – гибкая ткань с однонаправленным и двунаправленным расположением углеводородных волокон. Их используют для усиления строительных конструкций, работающих в сложном напряженном состоянии, для восприятия поперечной силы и сдвиговых усилий (колонн, стоек, приопорных частей балок и ригелей каркасных зданий и т.п.).

Перед установкой на усиливаемую конструкцию ламинаты и холсты помещаются в полимерный клей – матрицу, которая обеспечивает их плотное прилегание к поверхности. Стоимость углеводородных композитов превышает стоимость стальных усиливающих элементов, однако это компенсируется их уникальными свойствами и простотой в работе. Малая масса и плотность обеспечивают легкость транспортировки и обработки материала. Использование углеводородных материалов не требует применения тяжелых вспомогательных приспособлений. Они способны легко повторять любые формы усиливаемой конструкции. Для этого достаточно лишь прижать их рукой или прикатать валиком и организовать временное крепление к поверхности усиливаемого элемента.

В процессе эксплуатации деревянные перекрытия утрачивают прочностные, деформативные, тепло- и звукоизоляционные свойства, а также подвергаются загниванию, грибковым заболеваниям и т.п., поэтому, чтобы продлить их срок службы, необходимо выполнить ряд мероприятий по ликвидации вышеуказанных недостатков.

Поврежденные части балок отпиливают и заменяют протезами. Длину протезов принимают на 10% больше двойной длины обрезанного конца балки.

Наиболее часто для замены удаленного дефектного участка деревянных балок используют деревянные или металлические протезы.

Металлические протезы представляют собой жесткие обоймы решетчатой конструкции треугольной или прямоугольной формы из круглой стали и прокатных профилей со сплошными опорными площадками (рис.66).

Рис. 66. Усиление опорных концов деревянных балок с помощью металлических

протезов

а) – пруткового протеза С.Д.Дайдбекова; б) – протеза из жестких профилей конструкции Н.А.Ануфриева; в) – протез из швеллеров

Деревянные протезы устраивают путем сращивания на накладках и болтах новых частей балок со старыми или присоединением к старым балкам тем же способом двух накладок меньшей толщины (рис.67).

Рис.67.Усиление деревянной балки с помощью концевого деревянного протеза

1 – накладка; 2 – поперечины из швеллера; 3 – усиливаемая балка; 4 – болты;

5 – шурупы или гвозди; 6 – деревянная антисептированная подкладка по слою гидроизоляции;

7- теплоизоляционный слой

При протезировании поврежденные части балок отпиливают, оставшиеся концы антисептируют и подготавливают для установки протеза или нового участка балки. При установке протезов балкам обязательно придают строительный подъем.

В том случае, когда возникает необходимость в сохранении исторического ценного потолка в деревянном перекрытии, то данная задача решается путем устройства несгораемого перекрытия в виде монолитной железобетонной ребристой плиты или железобетонной плиты по стальным балкам (рис.68).

Рис.68. Устройство несгораемого перекрытия при частичном или полном сохранении исторического деревянного перекрытия

а – из монолитной железобетонной ребристой плиты; б – железобетонной плиты по стальным балкам: 1 – деревянные балки; 2 – черепные бруски; 3 – накат; 4 – засыпка; 5 – штукатурка; 6 – демонтируемый пол; 7 – монолитные железобетонные балки, заделанные в гнезда несущих стен; 8 – монолитная железобетонная плита; 9 – деревянная опалубка; 10 – опорные прокладки; 11 – пол; 12 – стальные скобы подвески деревянных балок к монолитному перекрытию; 13 – стальная балка

В первом случае (рис.68, а) в реконструируемом перекрытии разбирается пол, убирается звукоизолирующая засыпка и к деревянным балкам прибиваются металлические строительные скобы таким образом, чтобы верхний отгиб скоб находился после бетонирования в монолитной железобетонной плите, что предохраняет деревянные балки от прогибов при их дальнейшей эксплуатации. Затем через опорные прокладки устанавливается несъемная опалубка для балок железобетонного перекрытия и монолитной железобетонной плиты, в которую после установки рабочей арматуры заливают бетонную смесь. Для соединения железобетонной плиты и балок со стеной в последней пробивают горизонтальные штрабы (для плиты) и гнезда (для балок), в которые также заводится арматура.

Вместо монолитных железобетонных балок могут применяться стальные профилированные балки, которые как и монолитная железобетонная плита заводятся в специально вырубленные в стене гнезда (рис.68, б).

Дата добавления: 2015-06-30