Усиление железобетонных многопустотных плит

Усиление плит перекрытий и покрытий, как правило, производятся при увеличении нагрузки на плиту или для восстановления несущей способности, утраченной в результате неправильной эксплуатации, воздействия агрессив­ной среды и т. д.

Основные типы усиления плит покрытия и перекрытия:

· усиление сборных железобетонных ребристых плит покрытия типа ПНС и ПКЖ металлическими балками

· усиление сборных железобетонных многопустотных плит арматурными каркасами

· мероприятия против выпадения мелкозернистых плит

· замена участков покрытий зданий, выполненных из мелкозернистых плит

· усиление монолитных железобетонных плит наращиванием (снизу и сверху)

· усиление монолитных железобетонных плит подведением дополнительных опор (металлических или железобетонных)

Выбор того или иного типа усиления зависит от удобства монтажа, наличия материалов, экономических соображений.

При расслоении бетона полки плиты по арматурной сетке необходимо разобрать верхний слабый слой бетона, очистить сетку от ржавчины, обнажённую поверхность плиты от пыли и остатков бетона (продуть сжатым воздухом, промыть водой под давлением), уложить по верху панели сетку из проволоки диаметром 6 мм с ячейками 200х200 мм, соединить её вязальной проволокой с основной арматурой и замонолитить бетоном М-300 на мелком щебне. Если в полке плиты образовались сквозные отверстия, то кроме их надо очистить, затем закрыть отверстия снизу обрезком фанеры, прикрепив её к арматурной сетке, и замонолитить повреждённый участок.

Если несущая способность плит ПКЖ снижена из-за дефектов арматуры в рёбрах, то для усиления плит необходимо отводить стержни арматуры от защитного слоя бетона и после тщательной очистки поверхности приварить к ним дополнительную арматуру и восстановить защитный слой.

Но этот способ усиления довольно трудоёмок и, хотя на него идёт незначительное количество металла, применяется реже, чем усиление рёбер плиты металлическими прокатными балками.

Плиты с сильно коррозированной продольной и поперечной арматурой можно усилить путём замоноличивания рёбер двух смежных плит армированным слоем. Замоноличивание рёбер производятся мелкозернистым бетоном М-300. Сечение продольной рабочей арматуры рассчитывается в каждом конкретном случае. Расчёт производится из условия восприятия всей нагрузки на плиту вновь уложенной продольной арматурой рёбра.

При перегружении плит покрытия рекомендуется усиление рёбер по схеме полуконсольных балок. Длина консолей определяется по расчёту. Включение их в совместную работу с плитами обеспечивается подклинкой или расчеканкой их. Напряжение консоли до заданной величины создаётся подвеской соответствующего расчётного груза и последующей подклинкой её.

При дефектном или недостаточном опирании плит на торцевые балки можно удлинить опору путём бетонирования участка панели или установить на болтах консольной балки из двух швеллеров.

При опирании плит на фермы покрытия возможен другой способ увеличении опорной части плит. Плотность примыкания металлических балок и опирание на них плит достигается затяжкой болтов паз, с последующей обваркой гаек. В связи с возможным различием нагрузок на смежные плиты неизменяемость системы усиления из обрезков швеллеров обеспечивается стяжными болтами, закрепляемыми за нижнюю грань узла верхнего пояса фермы. Пояс проверяется расчётом на крутящий момент.

При недостаточном опирании сборных железобетонных плит перекрытия на полки ригелей увеличение опорной части плиты производится за счёт опорного столика из уголка с рёбрами жёсткости, который крепится к ригелю с помощью тяжей. Отверстия под тяжи в плитах покрытия выполняются сверлением.

Расчёт усиление многопустотной железобетонной плиты набетонкой.

Задаём толщину набетонки h'f =70 мм и определяем площадь рабочей арматуры Аs.

Аs= М маx/(Rs∙hо∙η)

где hо=h'f –а (см)- рабочая высота сечения

а=1,5 см- расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до нижней грани hо=7-1,5=5,5 см

Rs(кН/см)- расчётное сопротивление арматуры

Назначаем класс стали Вр-l; Rs=375МПа=375·10³ кН/м²=37,5 кН/см²

η- табличный коэффициент.

Для определения η находим Ао

Ао= М маx/( Rb∙ γb2∙ b'f∙hо²)

Rb(кН/см)- расчётное сопротивление бетона

Назначаем класс бетона В 20; Rb=11,5 МПа=11,5·10³ кН/м²=1,15кН/см²

γb2=0,9- для тяжёлого бетона

b'f=100 см- ширина расчётного сечения

Ммаx=q(ln´)²/11=16,06·1,44²/11=3,027кН·м=302 кН·см

ln´=Впл-∆1-е

ln´=1610-50-120=1440 мм

Ао=302/1,15·0,9·100·5,5²=0,096

η=0,94

Аs=302/37,5·5,5·0,94=1,55 см²

Наиболее рациональным решением является такое, когда процент армирования близок по величине к оптимальному значению 0.3< μопт <0.6%

μμ=Аs/(b∙hо) 100%

μμ=(1,55/100·5,5)100%=0,317%

По расчётной площади рабочей арматуры Аs подбираем диаметр рабочей арматуры. При этом количество стержней на 1 п. м. плиты должно быть не менее 5 и не более 20 (максимальный шаг стержней 200 мм, минимальный - 50 мм)

Диаметр стержней рабочей арматуры назначать 3-5 мм класса Вр-l.

Диаметр поперечной (конструктивной) арматуры назначается по диаметру рабочей арматуры.

Шаг стержней поперечной арматуры принять 250-300 мм. Определив диаметр стержней рабочей и конструктивной арматуры, запишем марку сетки.

С 5Вр-l-150 950х1430

3Вр-l-250