Усиление перекрытий композиционными материалами
Композиционный материал - это неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу (или связующее), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов.
Наиболее рациональным является применение композитов на основе углеродных волокон.
Принцип усиления конструкций углеволокном заключается в наклейке с помощью специального эпоксидного клея на поверхность конструкций высокопрочных холстов или ламинатов. Возможно усиление как изгибаемых конструкций в растянутых зонах и на приопорных участков в зоне действия поперечных сил, так и сжатых и внецентренно сжатых элементов.
При расположение элемента внешнего армирования со стороны наиболее растянутого волокна в пролетной зоне изгибаемых конструкций, наклеенный элемент внешнего армирования работает совместно с металлической арматурой и воспринимает растягивающие усилия, тем самым повышая предельный изгибающий момент для балок, ригелей, плит перекрытий.
При осевом растяжении также возможно использование системы внешнего армирования для обеспечения дополнительной прочности на растяжение железобетонных конструкций.
Усиление железобетонных конструкций углеродными волокнами имеет ряд преимуществ по сравнению с усилением консервативными методами:
Сохраняется первоначальное сечение элемента конструкции
Усиление стен, усиление несущих конструкций и усиление плит перекрытия не влечет увеличение массы конструкций
Композитные материалы имеют высокую коррозионную стойкость
Простое применение, сжатые сроки при производстве работ
Возможно избежать возведения сложных подмостей, не требуется грузоподъемное оборудование
Отсутствуют размерные ограничения – длина холстов и ламинатов составляет не менее 50 метров.
В большинстве случаев, усиление конструкций углеволокном и углепластиками оказывается конкурентноспособно по сравнению с традиционными методами как по срокам производства работ, так и по стоимости.
Необходимость в усилении чаще всего возникает из-за увеличения нагрузки или при появлении каких-либо дефектов в элементах конструкций. Усиление железобетонных перекрытий зачастую оказывается экономически более выгодным, чем замена или возведение новых элементов. В некоторых случаях усиление несущих конструкций (усиление колонн, пилонов, стен, усиление плит перекрытий и других конструкций) вызвано другими причинами, например необходимость сохранения сооружения, имеющегося архитектурную или историческую ценность, или невозможность остановить действующее в здании производство.
Внешнее армирование перекрытия композиционными материалами
Примеры усиления композитными материалами монолитных плит перекрытий:
1) Многоэтажная автостоянка в поселке Московский - усиление монолитных железобетонных плит перекрытий автостоянки углеродным холстом SikaWrap 530C
2) Усиление монолитной плиты перекрытия углеволокном здания школы, г. Снежинск, 2009 г.
Плита до усиления:
Необходимость усиления плиты перекрытия над главным входом школы была вызвана некачественным выполнением работ при бетонировании плиты.
Монтаж композитных полос усиления:
Восстановление защитного слоя бетона плиты:
Усиленная конструкция:
