Усиление ребристых плит углеволокном

Ребристое перекрытие представляет собой плиту с ригелем (бортом) с двух сторон и продольными ребрами жесткости, которые выполняют функцию балки. При повышенных нагрузках на перекрытие продольные ребра соединяют поперечными. Плиты изготавливают из легких и тяжелых бетонов с армированием. Обребрение плиты позволяет уменьшить вес перекрытия и повысить несущую способность.

Ребристые плиты применяют для перекрытий больших площадей объектов производственного или коммерческого назначения с плоской или арочной крышей. Плоские крыши рассчитывают с учетом давления снега с коэффициентом запаса прочности более 1. В жилищном строительстве плиты применяются крайне редко, т.к. потребуется зашивка потолка с применением креплений подвесного потолка, которые не разрушают плиту.

Ребристые плиты работают на изгиб между двумя опорами. Ригели, V или U-образные ребра воспринимают всю нагрузку, т.к. толщина сплошной части плиты составляет 50 мм при общей высоте 200, 300 или 400 мм. Ребра, являясь концентраторами изгибающих напряжений, подвержены разрушению.

Дополнительные разрушающие факторы:

• Превышение нагрузки из-за обильного снегопада.
• Агрессивные испарения в помещении.
• Перепады температуры и влажности.
• Нарушения технологии изготовления плиты.
• Модернизация или перепланировка объекта, которые сделаны без соответствующих расчетов.

При анализе несущей способности особое внимание обращают на целостность ребер в средней части плиты, где возникает наибольшее изгибающее усилие и в точках крепления к опоре, где приложен вес плиты.

Существующие способы усиления плит перекрытий основаны на:

• увеличении толщины плиты (метод наращивания) снаружи с укладкой дополнительных армирующих элементов или изнутри с несъемной опалубкой;
• установке дополнительных опор на врезной несущей балке;
• создании дополнительного предварительного напряжения (шпренгельные затяжки).

Все способы подразумевают сверление отверстий для крепления затяжек, установки дополнительных элементов или заливки бетона, что создает дополнительные места концентрации напряжений. Кроме этого, усиление бетоном увеличивает нагрузку на плиту до момента набора прочности.

Принцип действия усиления ребристых плит углепластиком

Углепластиковое полотно в направлении основной нити имеет прочность на разрыв в 3…5 раз превышающее прочность низкоуглеродистых конструкционных сталей. На продольные ребра и ригели наклеивают полотно. Можно выходить на боковую поверхность ребра — это Vили U-образный вид усиления. При работе с полотном или лентой однонаправленного плетения (напр., CarbonWrap Tape 530/300, где число 530 указывает на плотность в г/м2, число 300 — ширину в мм) следует учитывать направление несущей нити, которая располагается вдоль ребра. Ткань двунаправленного плетения (напр., CarbonWrap Fabric 450/1200) располагается произвольно исходя из экономичности раскроя. Эпоксидная смола обеспечивает прочную связь с бетоном перекрытия и монолитность конструкции после полимеризации. В зависимости от плотности тканого углеполотна, количества слоев и вида укладки прочность на изгиб увеличивается до 40%. Для усиления поперечных ребер жесткости плиты можно использовать углеродные ламели (напр., CarbonWrap Lamel HS 14/50, где число 14 указывает на толщину — 1,4 мм, 50 — ширину ламели в мм). Ламели на продольных ребрах усиливаются хомутами из углеткани.