Усиление плит перекрытия, опертых по контуру армированных на бетоне

Цель проводимых исследований заключалась в определении максимальной нагрузки при условии усиления плиты перекрытия поперечной арматурой методом наклонной вклейки.

Объектом исследования выступает наиболее нагруженная плита межэтажного перекрытия размерами 24х24м. шаг ребер 1,5м. Ширина внутреннего ребра 300 мм, опорного 450мм. Высота ребра 1100 мм, опорного 1400 мм. Опирание перекрытия производилось по контуру. Расчет выполнялся ручным методом и методом конечных элементов.

При расчете МКЭ получили максимальное перемещение, равное 15,52 мм, что меньше предельно допустимого значения 27 мм, соответствующего длине пролета 5,7 м. По результатам расчета необходимо производить армирование в виде сеток (верхней и нижней) А500С 10 мм, шаг установки 200 мм. При расчете продольной арматуры ребер принимаем 2ø18 А500 по оси Х и У.

На фоне классических методов усиления, выделяется инновационный подход, разработанный компанией HILTI. Технология усиления плит перекрытий от продавливания Hilti заключается в наклонном усилении арматурными стержнями, устанавливаемыми в существующую плиту путём бурения отверстий с нижней стороны плиты перекрытия и вклейки стержней с помощью высокопрочного химического состава на основе эпоксидной смолы. Технические характеристики системы подтверждены результатами испытаний, показывающими значительное увеличение сопротивления продавливанию, (подтверждена необходимая прочность) и увеличение сопротивления деформации (позволяющее распределить усилия и избежать обрушения).

 Данный метод не имеет недостатков, присущих остальным способам усиления, а именно:

- доступ к плите необходим только с нижней стороны (особенно актуально для перекрытий подземных паркингов, засыпанных сверху грунтом);

- отсутствуют сквозные отверстия, ослабляющие приопорную зону;

- отсутствуют выступающие части элементов усиления (полезный объем помещения не сокращается);

-нет необходимости выполнять специальные мероприятия по огнезащите (достаточно лишь обеспечить необходимый защитный слой).

В настоящее время российские инженеры компании Hilti разработали стандарт организации на Hilti технологию усиления плит перекрытий совместно с НИИЖБ им. А. А. Гвоздева под названием “Проектирование усиления плит на продавливание химическими анкерами Hilti HZA-P”, в котором подробно описан метод проектирования. Применение технологии усиления плит перекрытий от продавливания Hilti позволяет:

 – повысить эксплуатационную надежность и безопасность плитных железобетонных конструкций и их узловых соединений при проведении работ по монтажу и усилению;

 – существенно снизить расход стали и сократить сроки выполнения строительных работ при усилении конструкций по сравнению с типовыми методами усиления;

– снизить нагрузки на усиливаемые конструкции от собственного веса элементов усиления.

Производилась серия расчетов плиты перекрытия при ступенчатом увеличении величины полезной нагрузки с шагом 10 кг/м², начиная с нагрузки 160 кг/м^2. Задача состояла в определении максимальной нагрузки, которую способно воспринять существующая плита, усиленная против продавливания.

При воздействии нагрузки, равной 230 кг/м², ширина раскрытия трещин приблизилась к допустимой. Предельное значение (0,04см) наступает при полезной нагрузке, равной 231,25 кг/м². Дальнейшее увеличение полезной нагрузки приведет к разрушению плиты перекрытия.

Благодаря запасу прочности удалось повысить временную нагрузку на плиту перекрытия, выполнив при этом усиление против продавливания. Максимальная нагрузка, при которой ширина раскрытия трещин достигла предельно допустимого значения, составила 231,25 кг/м². Это позволяет изменить функциональное назначение данного здания и оборудовать офисные и другие помещения с временными нагрузками более 200 кг/м². Используя метод наклонной вклейки несущая способность плиты увеличилась на 49,2%