Металлические балки

Металлические балки

Металлические балки остаются наиболее востребованным материалом при сооружении металлических каркасов для промышленных, административных и общественных зданий каркасного типа. Также они используются для возведения перекрытий в новом строительстве и реконструкции объектов различного назначения. Мы производим любые изделия как по собственным чертежам, так и по проекту заказчика, быстро изготовим балки из сварного или прокатного двутавра с линейными размерами.

Компания МК Монтеко готова выполнить расчет металлической балки перекрытия и изготовить необходимые элементы перекрытия или каркаса.

Мы изготавливаем:

1. Балки перекрытия из прокатного двутавра, опорные балки, сварные балки перекрытия постоянной и переменной высоты с параллельными или не параллельными полками.
2. Балки из прокатного двутавра для металлических колонн типовых серий и по чертежам КМ.
3. Балки сварные для металлических колонн типовых серий и по чертежам КМ.

Чтобы улучшить состояние перекрытий, используют

• деревянные накладки;
• металлический жесткий профиль, прутья, полосы;
• наращивание углеволокна.

Деревянные накладки применяются, чтобы выполнить усиление балок перекрытия из бруса. Протезы изготавливаются на всю длину и фиксируются с противоположных сторон, сверху-снизу (слева-справа) хомутами из полосовой стали.

Металлический профиль, полосы или прутья используют так же, как деревянные накладки.

Наращивание углеволокном – самый популярный вариант восстановления. Материал отличается легкостью, прочностью, огнестойкостью, устойчив к перепадам температур, грибкам, коррозии.

Вид углепластика (пластины, жгуты или ленты), толщина слоя подбирается в зависимости от типа перекрытия, а также расчетной нагрузки. Углеволокно универсально, используется, чтобы выполнить усиление металлических балок перекрытия, применяется для ремонта деревянных, жб поверхностей.

Необходима проверка состояния, усиление балок углеволокном, установка промежуточных опор? Обращайтесь в строительную компанию «Олимп». Специалисты выполнят все подготовительные работы, быстро и качественно восстановят перекрытия.

Почему выбирают нас

Профессионализм

Весь Штат Компании – Высотники С Большим Опытом Работ, Имеющие Соответствующее Образование. Компания Имеет Все Необходимые Допуски, Разрешения И Сертификаты На Выполнение Высотных Работ.

Беремся за любые
высотные работы

Мы Всегда Готовы Предоставить Бесплатную Грамотную Техническую Консультацию И Рассчитать Проект По Любому Вопросу Связанному С Промышленным Альпинизмом.

Благодаря Большому Опыту Работы В Разных Сферах Строительства Наша Компания Может Решать Задачи Различной Сложности.

Безопасность

Ежегодная Переаттестация Спациалистов, Медицинское Обследование, Поэтапный Инструктаж, Использование Защитных СИЗ.

Качество

СК Олимп Полностью Берет На Себя Организацию Верхолазных Работ На Объекте ( Подбор Специалистов, Приобритение Материалов, Инструмента, Специального Снаряжения, Установка Спецоборудования.

Регулярно разрабатываются выгодные для клиентов системы скидок.

Найдите дешевле в Екатеринбурге и получите скидку 5%!

Достоинства решения

Металл позволит создать практически не подверженную влиянию внешних факторов несущую основу. Такие каркасы не боятся огня, практически не подвержены воздействию влаги и очень прочны. Кроме того, металлическими деталями можно произвести усиление плит перекрытия в уже построенном здании, хотя, процесс это непростой.

При создании монолитного варианта не потребуется использовать тяжёлую технику для перевозки бетонных панелей – они отливаются прямо на месте. То же самое можно сказать и про межэтажные плиты, сделанные на основе профлиста – сами листы не слишком тяжелые, а бетон заливается уже на месте.

Если же техника есть и разделительная межэтажная плита будет состоять из отдельных железобетонных панелей, то скорость возведения постройки значительно возрастет, по сравнению с монолитными основаниями, но, без техники будет уже не обойтись.

Перекрытие — это многофункциональный конструктивный элемент здания, отвечающий за восприятие нагрузок, передачу их на конструкции стен и колонн, а также за устойчивость сооружения в целом. Наиболее часто встречающиеся виды перекрытий — монолитные железобетонные, сборные железобетонные и деревянные.

Визуальными признаками нарушения работы конструкций и необходимости выполнения усиления перекрытий являются:

• появление трещин плитах и балках;
• выход конструкций из плоскости, погибы балок;
• разрушение защитного слоя бетона, оголение и коррозия арматуры;
• рассыхание, трещины, деформации, биологическое повреждение деревянных конструкций перекрытия;
• аварийное состояние, частичное обрушение перекрытия.

Для уточнения фактических характеристик конструкций перекрытия в рамках технического обследования выполняется определение марки бетона, химический анализ стали, микологический анализ конструкций из древесины и другие виды измерений и испытаний.

Усиление перекрытий: основные виды

В зависимости материала, конструкции и технического состояния могут применяться различные виды усиления перекрытий. В том числе, выполняют:

• усиление железобетонных балок перекрытия путем увеличения сечения арматуры в растянутой зоне (установка дополнительной арматуры);
• усиление плит перекрытия путем устройства дополнительных металлических опорных балок или ферм;
• усиление растянутых зон плит и балок внешним армированием композитными материалами (сетки из углеволокна в цементной матрице);
• восстановление защитного слоя бетона;
• наращивание толщины плит перекрытия;
• для деревянных перекрытий применяется частичная замена элементов, установка на балки накладок из металла, древесины;
• замена старых перекрытий на новые конструкции.

Проект усиления перекрытий

Проект усиления перекрытий разрабатывается на основании результатов технического обследования здания. Проект включает в себя:

• поверочный расчет несущей способности перекрытия;
• выбор и обоснование методов усиления;
• рабочие чертежи усиления перекрытия;
• ведомость объемов работ;
• описание технологии производства работ;
• сметный расчет стоимости усиления перекрытия.

В целях обеспечения надлежащего качества выполнения работ, процесс усиления перекрытий должен контролироваться разработчиком проектной документации в рамках авторского надзора.

Компания ПроектДон выполняет широкий спектр работ, связанных с экспертной оценкой технического состояния зданий и сооружений. Одним из основных направлений деятельности является усиление перекрытий в Ростове и области. Для заказа услуг и консультаций свяжитесь с нами по телефону 8(961) 295 28 55 .

Как исправить ситуацию

Чтобы выполнить усиление балок перекрытий, можно пойти двумя путями:

1. повышение несущей способности;
2. уменьшение нагрузки.

Первый вариант самый распространенный, поскольку снижение нагрузки означает переоборудование помещения под другое назначение, что сделать сложно и не всегда возможно. Чтобы воспользоваться вторым, нужно рассмотреть несколько вариантов усиления балки.

К таким способам относятся:

1. Наращивание сечения. Важно отметить, что есть смысл делать накладки сверху или снизу. Дополнительная ширина не даст такого эффекта. Это можно объяснить формулами, по которым рассчитываются балки. Для наращивания используют деревянные доски, которые закрепляют на балки.

2. Установка промежуточных опор. Чаще всего здесь не рассматривается усиление стойками, поскольку их опирание будет происходить на нижележащее перекрытие. Можно использовать подкосы, но только при условии гармоничного вписания их в интерьер.

3. Металлические обоймы. Металл крепят с двух сторон. Для небольших повреждений можно применять полосовую сталь. Для серьезных деформаций лучше выбрать швеллер. Важно предусмотреть гидроизоляцию между металлом и деревом в обязательном порядке.

4. Прикрепление накладок из углепластика. Такой композитный материал – не распространенное решение, но стоит его рассмотреть. Крепление осуществляется на клей, элементы достаточно легкие для выполнения работ своими руками.

Усиление стоит выполнять только после выбора среди предложенных вариантов наиболее оптимального для каждого случая в отдельности.

Усиление деревянными или металлическими протезами

Усиление концов балки деревянными протезами

Усиление металлическими протезами

Усиление углепластиком (углеволокном)

Схема расположения листов углепластика

Способы усиления деревянной балки перекрытия

Если выяснилось, что несущий элемент требует ремонта, есть несколько методов, которые помогут восстановить способность балки к выдерживанию нагрузок.

1. Наращивание площади сечения. Один из самых эффективных методов. С двух сторон деревянной доски или бруса, поврежденных по тем или иным причинам, устанавливают накладки с толщиной не менее 50 мм. Усиливающие детали могут монтироваться как по всей длине, так и на поврежденном участке. Перед проведением работ следует поднять балку домкратом, чтобы полностью убрать существующий прогиб. Монтаж проводится с помощью винтов или шпилек, проникающих сквозь первоначальный несущий элемент и скрепляющих обе накладки между собой.
2. Металлические накладки. Вариация на тему предыдущего метода, только в качестве усилителей выступает не деревянная доска, а швеллер либо металлическая полоса.
3. Прутковый протез. Этот метод чаще всего применяют для восстановления несущей способности торцевых частей балок. В качестве материала используют металлическую арматуру. Работы проводятся после установки опоры под поврежденную балку и разборки перекрытия. Восстановленный несущий элемент имеет меньшую способность сопротивляться нагрузкам, чем новый, это следует учитывать в период эксплуатации.
4. Армирование углеволоконными элементами. Современный инновационный метод усиления и укрепления балок перекрытия. Подходит даже в том случае, если нарастить размеры конструкции невозможно. Углепластиковые элементы имеют малый вес и значительную несущую способность. Для ремонта балок используют различные типы углеволоконных материалов – пластины, листы, пруток. Монтаж проводят с применением специального эпоксидного клея, после застывания полученный конструктивный элемент по прочности не уступает стали.

Вне зависимости от выбранного способа реставрации несущей конструкции, необходимо выполнить требования безопасности во время проведения работ. Следует установить опорные поддерживающие стойки или леса во избежание обрушения во время ремонта.

«Усиление железобетонных и кирпичных конструкций композитными материалами»: Чернявский В. Л., Осьмак П. П. (Инженерно-производственный центр «ИнтерАква», г. Москва, Россия). (Опубликована в журнале «Реконструкция жилья», Украина.)

Чернявский В.Л., Осьмак П.П.
(Инженерно-производственный центр «ИнтерАква», г.Москва, Россия).

Опубликована в журнале «Реконструкция жилья» (Украина).

Освещены вопросы ремонта и усиления железобетонных и кирпичных конструкций. Приведены примеры реализации технических решений по усилению железобетонных конструкций жилых зданий методом внешнего армирования композитными материалами холодного отверждения.

Весь период эксплуатации зданий связан с необходимостью проведения периодических ремонтов конструкций вследствие ошибок проектирования, воздействия непроектных нагрузок и аварий, влияния агрессивных сред, старения материалов конструкций, а в последнее время — из-за изменения конструктивных схем в результате перепланирования помещений.

Во многих развитых странах объем материальных ресурсов, затрачиваемых на поддержание эксплуатационных свойств зданий, сравним с затратами на возведение новых.

Для железобетонных конструкций разработано множество технических решений по их усилению: наращивание сечений, изменение расчетной схемы конструкций с целью перераспределения нагрузок, устройство обойм и пр., опубликовано множество рекомендаций, конструктивных решений и методик проектирования ремонта и усиления строительных элементов. Опыт показывает, что ремонтные работы, выполняемые традиционными методами, не всегда эффективны и обычно требуют увеличения объема исходных элементов, что влечет за собой уменьшение объема помещения. Кроме того, ремонтные работы в условиях эксплуатируемого жилого здания зачастую требуют отселения жильцов на значительные сроки.

В последнее время стали доступны современные технологии ремонта и усиления конструкций, широко используемые за рубежом. В первую очередь, это полимерцементные составы с высокой адгезией к «старому» бетону, мигрирующие ингибиторы коррозии арматуры, композитные материалы для усиления на основе углеродных или стеклянных волокон. Новые технологии позволили резко увеличить межремонтный период, выполнять ремонт и усиление конструкций в кратчайшие сроки без увеличения постоянных нагрузок и изменения объема внутренних помещений.

Метод усиления железобетонных конструкций путем внешнего армирования композиционными материалами холодного отверждения позволяет значительно (в некоторых случаях — кратно) повысить их несущую способность, трещиностойкость и жесткость. Следует отметить, что благодаря высоким физико-механическим характеристикам внешнего армирования усиливающие элементы практически не увеличивают вес конструкций (обычно толщина усиливающих элементов не превышает 2-3 мм), а строительно-монтажные работы не сопряжены с большими трудозатратами и сроками выполнения работ. Суть метода заключается в повышении (или восстановлении) прочности конструкции путем наклейки на ее поверхность полос высокопрочных материалов с помощью специального адгезива, как правило, на эпоксидной основе. Использование такой технологии позволяет проводить усиление балочных и плитных конструкций на действие изгибающего момента, наклонных сечений стержневых элементов на действие поперечной силы, центрально или внецентренно сжатых колонн, перекрытий в зоне отверстий или проемов, ограничивать раскрытие имеющихся трещин, проводить восстановление монолитности кирпичной кладки [1].

Рассмотрим варианты применения технологии усиления композитными материалами на некоторых примерах.

Усиление междуэтажного перекрытия после пожара

В результате пожара в плите перекрытия произошел «отстрел» защитного слоя, а арматура плит получила остаточные деформации от перегрева.

Наиболее распространенными решениями усиления являются:

• подведение металлических разгружающих балок снизу;
• наращивание сечения плит сверху, или снизу с заполнением пустот;
• установка шпренгельных затяжек;
• установка предварительно напряженных элементов из листового металла;
• установка дополнительной рабочей арматуры и др.

Наиболее часто наличие таких повреждений способствует принятию решений со стороны проектировщиков и экспертов о замене поврежденного перекрытия. Но это требует проведения весьма сложных работ по вырубке старого и последующему бетонированию нового перекрытия, и, как следствие, отселения жильцов с вышерасположенного этажа. В качестве альтернативы было предложено и реализовано техническое решение по восстановлению защитного слоя бетона полимерцементными материалами с высокой адгезией к «старому» бетону и компенсации потерянных свойств стержневой арматуры внешним армированием отремонтирован­ной поверхности лентами на основе углеродных волокон (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема усиления перекрытия после пожара

Это позволило полностью «выключить» из расчета термически поврежденную арматуру, а также обеспечить требуемую несущую способность перекрытия, его трещиностойкость и жесткость за счет внешнего армирования.

Усиление перекрытия после непроектных нагрузок

Аналогичный подход был применен в жилом здании, где в ходе выполнения ремонта перекрытие было перегружено складируемыми строительными материалами, в результате чего по нижней поверхности плит появились трещины шириной раскрытия до 1,5 мм. Применение традиционных методов было невозможным из-за ограничения доступа к верхней поверхности плит в вышерасположенной квартире.

В результате расчета несущей способности перекрытия было определено требуемое сечение усиливающих элементов. Для предотвращения дальнейшего раскрытия трещин и увеличения жесткости перекрытия дополнительно была создана сетка из внешнего армирования (рисунок 2).

Рисунок 2. Схема усиления перекрытия после непроектных нагрузок

Усиление перекрытия в зоне отрицательных моментов

В случае необходимости усиления перекрытий каркасных зданий в зоне отрицательного изгибающего момента ленты из углеродных волокон наклеиваются на верхней поверхности перекрытия с заводом их за точку нулевого изгибающего момента на длину анкеровки ленты (обычно на 200-300 мм). В зоне опирания перекрытия на колонну или стену ленты заводятся на них с проклейкой поперечной ленты, что позволяет уменьшить длину анкеровки ленты и включить их в работу непосредственно у зоны опирания (рисунок 3).

Рисунок 3. Принципиальное решение приопорного узла при усилении перекрытия в зоне отрицательного момента

Усиление при создании или увеличении проемов в перекрытиях и стенах

Достаточно часто возникают проблемы усиления конструкций при устройстве проемов в перекрытиях и стенах. Нередко проемы в перекрытиях устраиваются для монтажа лестниц в двухуровневых квартирах, в стенах — при переносе или увеличении дверных проемов.

Как правило, традиционным решением усиления перекрытий является подведение металлических балок, которое является достаточно сложным из-за необходимости создания опорных зон балок в стенах, большого веса конструкций, обеспечения надежного примыкания перекрытия к балкам и из-за снижения строительного объема внутренних помещений.

Примером эффективного применения метода внешнего армирования является усиление проема 3,4 х 3,8 м в двухуровневой квартире одного из жилых зданий в г. Москве, вырезанного в перекрытии для устройства лестницы. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния перекрытия при наличии проема выявило значительное изменение характера его работы. По результатам расчетов в зонах опасной концентрации растягивающих напряжений на нижней и верхней поверхностях плиты были наклеены полосы углеродной ткани (рисунок 4) [2].

Рисунок 4. Усиление плиты межэтажного перекрытия с проемом

Альтернативным решением было подведение под перекрытие металлических двутавровых балок, что создавало для строителей большие трудности по доставке и установке балок в готовом помещении и одновременно уменьшало строительный объем нижнего помещения (из-за устройства подвесного потолка на 35 см ниже поверхности перекрытия).

Аналогичным образом было выполнено усиление несущих стен и перекрытий в процессе перепланировки другого жилого помещения. Устройство проемов в несущих поперечных стенах привело к изменению схемы работы этих стен и перекрытий в зоне проемов. С целью предотвращения возможности недопустимых деформаций по контуру проемов и примыкающих к ним зонах перекрытий были выполнены углепластиковые накладки (рисунок 5).

Рисунок 5. Схемы усиления: а — прямоугольного проема, б — арки

Усиление балок

Для повышения (или восстановления) несущей способности балок используются следующие решения:

• устройство железобетонной обоймы;
• устройство внешней листовой или профильной арматуры;
• установка шпренгелей из арматурной стали,
• подведение металлических балок;
• установка портальных рам и проч.

При устройстве железобетонной обоймы необходимо предусматривать мероприятия по соединению старого и нового арматурных каркасов. Так же возникают трудности с обеспечением плотного примыкания и сцепления нового бетона к потолочной поверхности балки даже при применении безусадочных бетонов. Как правило, на стыке слоев остается продольная трещина. Способ усиления балки лентами из углеродных волокон принципиально близок с приклейкой (или установкой на анкера) металлических листов в растянутой зоне.

Продольно наклеиваемые ленты обеспечивают повышение несущей способности, трещиностойкости и жесткости балки на изгибающий момент, а поперечные Н-образные хомуты играют двойную роль — во-первых, они обеспечивают надежное включение лент в работу (играют роль анкеров); во-вторых, повышают несущую способность балки по наклонным сечениям, что особенно важно в приопорных зонах (рисунок 7).

Рисунок 7. Схема усиления балки: а — приопорная зона, б — пролет, в — периодическая анкеровка продольных лент

Усиление колонн

Традиционным решением усиления колонн является устройство разнообразных металлических и железобетонных обойм. Как показывает опыт, усиление металлическими обоймами часто выполняется без обеспечения совместной работы с бетоном колонн (без заделки цементным раствором), что резко снижает эффективность усиления. Применение железобетонных обойм сопряжено с увеличением их сечения, что не всегда обеспечивает совместную работу колонн с обоймой из-за низкого сцепления «старого» и «нового» бетонов.

Внешнее армирование из углеродных лент в поперечном направлении колонн позволяет создать обойму из углепластика, ограничивающую их поперечное деформирование. Таким образом, при продольном деформировании и увеличении нагрузок создается круговое (для круглых сечений) или поперечное давление (для прямоугольных сечений), колонны работают в трехосном напряженном состоянии, что увеличивает их несущую способность.

Усиление кирпичной кладки

Наряду с традиционными решениями усиления кирпичной кладки:

• устройство натяжных поясов с наружной и внутренней сторон здания;
• устройство металлических накладок;
• устройство железобетонных поясов;
• устройство железобетонной обоймы и др.,

Метод усиления с использованием композитных материалов проще и, во многих случаях, эффективнее. Основой технологии является инъектирование имеющихся трещин специальными растворами, выравнивание поверхности в зоне наклейки лент из углеродных и стеклянных волокон, создание бандажей из композитных материалов с наружной и, при необходимости, с внутренней поверхности (при наличии сквозных трещин). Созданные таким образом бандажи включают в работу большую зону кирпичной кладки (рисунок 8).

Рисунок 8. Усиление кирпичной стены

Выводы

1. Следует отметить высокую эффективность усиления композитными материалами строительных конструкций и для предотвращения разрушения при воздействии чрезвычайных ситуаций (взрывов, террористических актов и пр.).
2. Проведенные испытания сооружений, усиленных композитными материалами, показали, что такие конструкции, несмотря на наличие повреждений, предотвращают здание от обрушения, давая необходимое время для эвакуации людей [3].

Перечень ссылок:

1. Чернявский, В.Л. Руководство по усилению железобетонных конструк­ций композитными материалами [Текст]/ В.Л.Чернявский, Ю.Г.Хаютин, Е.З.Аксельрод, В.А.Клевцов, Н.В.Фаткуллин. — М.: ООО«ИнтерАква», 2006. 113 с.
2. Чернявский, В.Л. Усиление железобетонных конструкций композитными мате­риалами [Текст]/ Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З.//Жилищное строительство. 2003. — №3. — С.15-16.
3. Хаютин, Ю.Г. Повышение надежности железобетонных конструкций при ЧС (зарубежный опыт) [Текст]/ Хаютин Ю.Г., Чернявский В.Л. //Высотные здания. 2007. — №3.

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

• плохое состояние балочной конструкции. Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;

• снижение несущей способности. Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;

• необходимость увеличения несущей способности балки. Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия (ремонт, реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

Допустимое сечение балок при нагрузке

Материал подготовлен для сайта moydomik.net

Усиление деревянных балок

В зданиях и строениях, где несущие балочные конструкции выполнены из дерева, деревянные балки перекрытий усиливаются с помощью особого вида работ — протезирования. Благодаря этому повышается эксплуатационная надежность конструкции. В данном случае устанавливается временная страхующая опора с подклинкой под усиливаемой частью, данный участок разбирается, и удаляется его дефектная часть, на торце сохраняемой части конструкции устанавливается гидроизоляция, на торце закладная деталь, опалубка с надежным контрастом из арматуры. Ниша в опорной стене заполняется бетоном. Также применяется вырез дефектного участка конструкции, и установка либо металлического пруткового протеза с последующим восстановлением целостности балочной конструкции. Протез состоит, как правило, из металлических стержней с круглым сечением, листового железа и частей швеллеров, которые соединены между собой сваркой. При грамотно проведенном и составленном по всем правилам в соответствии с проектом протезировании деревянных балок перекрытий, несущие конструкции здания могут прослужить еще достаточно долго.

Также усиление балок на дефектных и проблемных участках возможно с помощью углепластиковых лент, полотен, жгутов или пластин. Углепластик как средство усиления выгоден и является отличным современным материалом. Он достаточно легок, пластичен и хорошо выдерживает напряжение от прогиба и на прогиб, он отлично крепится на клей, а это невероятно облегчает монтаж усилений. Кроме того, он является негорючим материалом, а это плюс к противопожарным свойствам деревянной конструкции.

Наша компания «ЛРК Строй — надзор» уже на протяжении многих лет успешно решает самые сложные вопросы в проведении профессиональных экспертных исследований и строительных работ, требующих особо точных и профессиональных расчетов и проектирования. Все сотрудники «ЛРК Строй — надзор» имеют необходимые допуски к проведению исследований и в должном порядке аттестованы.

Среди выполняемых нашей компанией экспертных исследований неразрушающего контроля металлических соединений присутствует также и метод ультразвукового контроля. Для того, чтобы заказать услугу усиления несущих конструкций, обратитесь к нам по указанному на сайте телефону или заполните заявку на звонок вам.