Усиление жб конструкций углеродным волокном (лентами, сетками, ламелями) эффективно для большинства типов конструкций.
Принципиально усиливаемые элементы можно разделить на несколько видов:
- изгибаемые (плиты, балки, перемычки);
- растянутые (нижние пояса ферм, растянутые раскосы);
- сжатые (колонны, простенки);
- сжатие/растяжение с изгибом (внецентренное сжатие, внецентренное растяжение, косой изгиб и т д.).
1. УСИЛЕНИЕ УГЛЕВОЛОКНОМ ПЛИТ, БАЛОК, РИГЕЛЕЙ (ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ)
К изгибаемым элементам относятся плиты перекрытий и покрытий, балки, ригели, перемычки и т.д. Основной принцип, применяемый при усилении, – компенсирование недостающей/поврежденной растянутой арматуры. Необходимость в дополнительном армировании композиционными материалами на основе углеволокна может возникнуть, как из условий первого предельного состояния (недостатка несущей способности), так и из условий второго предельного состояния (недостаточной жесткости и трещиностойкости конструкций). В связи с этим композитные элементы усиления (ленты и сетки) монтируются в направлении действующих изгибающих моментов на растянутую поверхность конструкции.
В случае, когда в рассматриваемой конструкции изгиб происходит одновременно в двух и более направлениях, используются усиливающие элементы в двух направлениях, обычно ортогональных либо в кольцевом и радиальном направлении, если перед нами конструкция на основе поверхности вращения. Для снижения трудоемкости и оптимизации затрат могут быть использованы двунаправленные или многонаправленные (мультиаксиальные) ткани (холсты) на основе углеродных волокон (Sika, BASF, FibArm, CarbonWrap).
Для дополнительной фиксации элементов усиления используются поперечные ленты или холсты — так называемые хомуты из углеродных волокон. Они могут быть двухсторонними, трехсторонними (U-образные), замкнутыми. Также хомуты могут устанавливаться по расчету при дефиците поперечного армирования в приопорных зонах конструкций.
2. УСИЛЕНИЕ УГЛЕВОЛОКНОМ ФЕРМ (РАСТЯНУТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ)
Наиболее часто встречающиеся растянутые элементы — элементы ферм (раскосы, нижний пояс) и всевозможные затяжки арок и сводов.
При усилении растянутых конструкций углеродными материалами (холстом, сетками, ламелями), усиливающие элементы, приклеиваются равномерно на все грани конструкции и анкеруются дополнительными хомутами (также из углеродных волокон).
3. УСИЛЕНИЕ УГЛЕВОЛОКНОМ КОЛОНН, ПРОСТЕНКОВ (СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ)
Для усиления центральных и внецентренно-сжатых элементов (колонн, стоек, простенков) используется принцип устройства трехосного сжатия по аналогии с бетоном в трубе. Композитные усиливающие элементы на основе углеволокна монтируются в виде поперечных хомутов или бандажей и сдерживают поперечные деформации.
Наиболее эффективно такое усиление для круглых колонн и для конструкций прямоугольного сечения с соотношением сторон a/b не более 1,5/1. В соответствии с расчетом бандажи могут устраиваться как по всей длине элемента непрерывно, так и с шагом. Чем реже устанавливаются бандажи, тем меньше усиливающий эффект.
При усилении элементов, находящихся в сложном напряженно- деформированном состоянии, усиление выполняется из принципов комбинирования способов в зависимости от дефицитов армирования и действующих усилий. Монтаж элементов усиления из углеродных волокон выполняется в продольном и поперечном направлениях в соответствии с расчетом.
Все эти виды усиления железобетонных конструкций углеродным волокном (карбоном, углепластиком) Вы можете заказать в ПСК «Прогресстрой», с примерами усиления можно ознакомится в разделе «Наши объекты».