Dveri-lubercy.ru

Дизайн и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Усиление железобетонной колонны металлической обоймой

Усиление колонн

Колонны — стержневые элементы, работающие на сжатие и продольный изгиб и имеющие большой запас прочности. Но со временем от действий множества факторов они разрушаются и требуют ремонта. К примеру, усиление металлических колонн, изначально рассчитанных на большие нагрузки, потребуется после появления коррозии на опорных частях, горизонтальных элементах решётки, узлах башмаков и др. элементах.

Чаще всего используются следующие методы повышения прочности конструкции:

  • железобетонные или металлические обоймы;
  • одностороннее и двустороннее наращивание сечения;
  • предварительно напряжённые металлические подпорки;
  • рубашки — усиление железобетонных колонн крайних рядов, где четырёхстороннее наращивание невозможно.

Рис.1. Усиление колонн:
а — железобетонная обойма; б — одностороннее наращивание;
в — металлическая обойма; г — металлические подпорки.

Завод «СТК-Конструкция» производит металлоконструкции для устройства металлических обойм и подпорок. Выполняем заказы по вашим чертежам в любом объёме. Имеем возможность наладить мелко- и крупносерийное производство изделий.

Таблица 1. Выбор способа усиления

Способ усиленияВозможность применения способа
Для эксплуатации в пожароопасных условиях без обетонирования металло­конструкций усиленияДля проведения усиления без остановки производства иДля значительного увеличения несущей способности
для снятия нагрузки с учетом обеспечения хорошей совместной работыдля снятия нагрузки, если недопустима запыленностьдля снятия нагрузки во взрыво­опасных помещениях
Ж/б обоймы++
Ж/б рубашки+
Односторон­нее наращивание сечения+
Двустороннее наращивание сечение++
Металличес­кие обоймы со сколом углов и установкой на растворе++
Металличес­кие обоймы без скола углов и установкой без раствора+++
Ж/б обоймы с жёсткой наружной уголковой арматурой+
Предвари­тельно напряжённые распорки+++
  • + — данный способ усиления можно применять;
  • — способ усиления применять не рекомендуется;
  • — применение способа усиления зависит от конкретного конструктивного решения и местных условий.

Как создается преднапряжение

Важно помнить, что эти расчеты будут верны при условии достаточно надежных упорах в краях уголков в начале их стягивания. Этот вариант подходит для колонн с малыми и большими эксцентриситетами (на рисунке обозначены как а и б соответственно).

При усилении колонн в многоэтажном строительстве следует первым делом усилить колонны нижележащих этажей, иначе в противном случае увеличивается давление на нижние перекрытия, что приводит к деформации не усиленных колон, расположенные ниже.

Основные методы укрепления стен, диафрагм, колонн

1. Увеличение сечения путем устройства железобетонных обойм и рубашек

С целью усиления ж б колонн и стен вблизи поверхности бетона устанавливается дополнительная продольная и поперечная арматура с анкеровкой как к бетону стены, так и к перекрытиям. Далее укладывается дополнительный слой бетона методом заливки в опалубку или торкретированием. И в том и в другом случае требуется подбор состава бетона или специальной ремонтной смеси по характеристикам: прочность, подвижность, фракция заполнителя и т.п.

Достоинства метода

  • Универсальность
  • Высокая степень приращения прочности
  • Возможность использовать распространенные материалы
  • Невысокие требования к квалификации исполнителей.

Недостатки метода

  • Увеличение габаритов готовой конструкции
  • Большой срок производства работ и набора прочности бетоном
  • Высокая трудоемкость и материалоемкость
  • Высокая стоимость.

2. Устройство стальных обойм усиления

При реализации данной методики колонны и стены по граням обрамляют уголками из горячекатанной стали, стянутыми в горизонтальном направлении стальными планками. Все элементы усиления колонн и стен свариваются. При необходимости передачи нагрузки от перекрытий вплотную к вышележащему и нижележащему перекрытиям устанавливаются горизонтальные уголки, зазоры выбираются клиньями или заполняются безусадочным цементом, вертикальные элементы могут быть преднапряжены. Для создания эффекта трехостного сжатия в бетоне колонны, приводящего к увеличению прочности на сжатие, горизонтальные планки должны быть преднапряжены путем нагревания. В ряде случаев может потребоваться механическое закрепление металла к бетону путем установки распорных или химических анкеров.

Достоинства метода:

  • Возможность использовать распространенные материалы
  • Комбинирование с другими методами усиления каркасов.

Недостатки метода:

  • Увеличение габаритов конструкции
  • Высокая трудоемкость
  • Необходимость привлечения квалифицированных рабочих
  • Необходимость антикоррозионной и огнезащиты.

Усиление колонны композитной обоймой

3. Устройство обоймы из композиционных материалов

Метод усиления колон обоймой, а также усиления стен заключается в повышении прочности бетона в случае его обжатия и создания эффекта “косвенного армирования”. Конструкции с бетоном более высокого класса получают приращение несущей способности. Обоймы выполняются из углеродных композитов: лент, тканей или сеток.

Достоинства метода:

  • Сохранение габаритов конструкции
  • Высокая скорость производства работ
  • Экономичность
  • Минимальные требования к рабочему персоналу
  • Возможность комбинирования с другими методами.

Недостатки метода:

  • Сложности при соотношении длины к ширине более 1,5
  • В случае усиления гибких конструкций, необходимость защиты материалов усиления.

При необходимости усиления железобетонных колонн, стен, диафрагм или простенков на действие иных нагрузок или при устранении повреждений могут применяться другие способы усиления или их комбинации. Усиление кирпичных и стальных вертикальных элементов выполняется по тем же принципам, но узлы и детали отличаются. В связи с тем, что усиление любого элемента —это индивидуальный процесс, работы должны производиться по детально проработанным проектам, выполненным на основании достоверных исходных данных.

Компания “Технологии усиления” предлагает услуги по ремонту и реконструкции стен и колонн. Инженеры компании выезжают на объект, осуществляют предварительный расчет и готовят проектную документацию.

Когда требуется усиление ж/б и металлических колонн?

Работы по усилению металлических и железобетонных колонн, как правило, проводятся на этапе эксплуатации объекта:

  • в процессе восстановления строения;
  • при изменении устройства проёмов и конструктивной схемы;
  • перед надстройкой этажей, которые усилят нагрузку;
  • при изменении назначения объекта, вследствие которого изменятся и нагрузки на перекрытия.

Будучи конструкционно-архитектурным вертикальным элементом, колонна испытывает интенсивные нагрузки, которые в результате могут приводить к появлению следующих дефектов:

  • трещины — могут быть любой формы и направления, появляются при усадке строения, повышения нагрузок, ржавчины металлических арматурных элементов, ухудшении прочностных характеристик бетона;
  • сколы — потенциально опасный дефект, появляющийся вследствие воздействий термического и механического характера или потери первоначальных характеристик несущих стержней;
  • шелушение — возникают из-за контакта с агрессивными внешними средами при увлажнении с последующим высыханием или замерзанием с последующим оттаиванием, могут стать причиной полной деструкции колонны;
  • отслоение — образуются вследствие воздействия открытого огня, коррозионных процессов арматуры и интенсивного давления ледяных наростов.

Наши услуги

Компания «ИнъектирЪ» проводит инъектирование с предварительным обследованием объекта. Выезд эксперта за пределы Московской области платный. После заключения договора уплаченная за экспертизу сумма подлежит возврату заказчику.

Перечень работ по инъектированию:

  • ремонт сухих, влажных или сильно текущих трещин, холодных швов бетонных конструкций;
  • усиление кирпичной или каменной кладки микроцементами;
  • устройство отсечной гидроизоляции для создания противокапиллярной защиты;
  • герметизация деформационных швов и проемов для прокладки коммуникаций;
  • укрепление грунтов, создание противофильтрационных завес под фундаментом.

Усиление железобетонных и кирпичных конструкций композитными материалами

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 напряженнодеформированного 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. Схема 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 U-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

Следует отметить высокую эффективность усиления композитными материалами строительных конструкций и для предотвращения разрушения при воздействии чрезвычайных ситуаций (взрывов, террористических актов и пр.).

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.

Чернявский, В.Л. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами [Текст]/ Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З.//Жилищное строительство. 2003. №3. С.15-16.

  • Хаютин, Ю.Г. Повышение надежности железобетонных конструкций при ЧС (зарубежный опыт) [Текст]/ Хаютин Ю.Г., Чернявский В.Л. //Высотные здания.– 2007. №3.
  • Способы усиления

    Давайте рассмотрим данные способы более детально.

    Наиболее оптимальным способом выполнения данного вида работ мы считаем усиление колонн металлической обоймой. Плюсами данного способа является высокая скорость выполнения, а также наиболее оптимальная низкая себестоимость. Именно поэтому мы отдаем предпочтение данному способу усиления. Металлическая обойма должна состоять из вертикальных угловых стоек, как правило, выполненных из уголка, соединительных обвязывающих пластин, выполненных из листового металла, и опорной обвязки, выполненной из уголка, или швеллера. Для достижения максимального результата обвязывающие пластины нагревают, а потом приваривают к вертикальным стойкам. Это необходимо для получения напряженной металлической обоймы, что очень положительно сказывается на достижении максимальных значений в жесткости и крепости колонн. Мы рекомендуем обязательно выполнять данную процедуру.

    Также можно усилить колонну при помощи установки предварительно напряженных стальных распорок.

    Данный способ усиления также хорошо себя зарекомендовал, однако усиление распорками имеет определенные недостатки, а именно громоздкость конструкции. Именно поэтому мы крайне редко прибегаем к такому усилению.

    Работы по усилению железобетонных конструкций

    Общие сведения

    Усиленные железобетонные перемычки и колонны повышают прочность и несущую способность строительных объектов.

    Мероприятия по усилению конструкций из железобетона направлены на повышение их несущей способности и срока эксплуатации, а также позволяют восстанавливать и реставрировать различные ЖБИ после длительного износа или потери технических качеств в силу каких-либо причин (читайте также статью «Минимальная температура застывания бетона – особенности бетонирования в зимнее время»).

    Эти работы включают в себя целый комплекс мер и действий, которые направлены на достижение различных результатов.

    Повышение поперечного сечения балок, колонн, ферм, ригелей, поясов и прочих элементов ЖБКДостигается за счет послойного бетонирования с использованием армокаркаса, набрызгом бетона с большой скоростью из специальных пушек, инъектированием раствора в опалубки и прочими средствами
    Усиление узлов и несущих элементов за счет добавления новых деталейВыполняется путем перераспределения нагрузок и уменьшения воздействия на усиливаемый элемент за счет включения в конструкцию дополнительных балок, перемычек, консолей, ребер, ригелей и т.д.
    Разгрузка и перераспределение усилий на другие элементы зданияВыполняется путем включения дополнительных консолей или изменения взаимодействия старых узлов и их частей, а также путем замены тяжелых элементов на более легкие, замены тяжелого оборудования, теплоизоляционных и прочих систем зданий
    Повышение технических характеристик ЖБИ за счет добавления внешних металлических и железобетонных армирующих конструкцийДостигается путем устройства каркасов, обжимающих рубашек и обойм, включения дополнительной арматуры, швеллеров, поясов, стальных полос и листов, анкеров, преднапряженных элементов и бетонных слоев
    Устройство подземных бетонных свай и различных упоров, укосин, подошвЗдесь используется алмазное бурение отверстий в бетоне и далее в земле, которые затем армируются и заполняются раствором для создания буроинъекционных свай и дополнительных опор с целью повышения устойчивости подземных частей несущих конструкций

    Важно! Как видим, речь идет о серьезных строительных процедурах, которые требуют соответствующего подхода и достаточно высокой квалификации проектировщиков и исполнителей работ.

    Также в комплекс работ могут быть включены дополнительные процедуры, такие как устранение дефектов и трещин путем инъектирования, склеивания, иных мер по восстановлению целостности и монолитности изделий и их частей.

    Арматурные каркасы и сетки используются наиболее часто.

    Мероприятия по усилению несущих конструкций зданий относятся к работам повышенной сложности и считаются более ответственными, чем строительство с нуля. Это связано с тем, что в случае реставрации мы не можем точно рассчитать все процессы, ибо исходные данные недостаточны и неточны.

    Более того, работа связана со старыми зданиями, и нам неизвестно состояние внутренних и скрытых узлов, арматуры, фактическое распределение нагрузок и прочие важные параметры. Кроме того, такая работа опасна и требует строгого соблюдения правил техники безопасности и множества страховочных мер.

    Особое внимание уделяют безопасности работ.

    Также надо отметить особые условия строительства, при которых работать приходится в стесненных пространствах, без остановки деятельности объекта или предприятия, где ведутся работы, с ограниченным доступом спецтехники и другими неизбежными ограничениями. Это накладывает определенные трудности и требует особой подготовки строителей.

    Наконец, работы, чаще всего, ограничены во времени и не терпят промедлений или изменений сроков и графиков. Это также усложняет процесс и требует серьезной организации труда, отработанной методики и опытных монтажников.

    Часто приходится иметь дело с аварийными и ветхими сооружениями, как показано на фото.

    Учитывая все перечисленные сложности и проблемы, неудивительно, что подобная деятельность контролируется государственными службами и требует высокой ответственности подрядчиков, проектировщиков, специалистов по охране труда и прочих участников процесса. Проекты проходят несколько этапов согласования и должны быть составлены максимально грамотно и корректно.

    Важно! Производить серьезные работы по усилению несущих ЖБИ следует после предварительного исследования и расчета с учетом всех, в том числе экономических аспектов предстоящих мероприятий. Само собой, сделать это своими руками нереально.

    Процессы требуют участия дорогой спецтехники.

    Также важно обратить внимание на то, что большинство современных технологий усиления предполагают участие специальной строительной и подъемной техники, цена которой превышает бюджет любого самостоятельного мастера. Поэтому следует понимать, что работы такого уровня выполняются серьезными аккредитованными строительными организациями.

    Важно! Предсказать с высокой точностью характер протекания процессов и связанные с этим сложности невозможно, поэтому работы производятся под постоянным надзором проектной организации и независимых специалистов. Часто возникают ситуации, когда требуется быстрое принятие ответственных решений и устранение непредвиденных затруднений.

    Показания к применению

    Наиболее частой причиной необходимости усиления является аварийное состояние или разрушение конструкции.

    Комплекс мер по улучшению состояния и технических характеристик бетонных сооружений проводится только в случае наличия достаточных оснований или необходимости для их применения. «На всякий случай» подобные мероприятия не производят (см.также статью «Пенополистиролбетон – все, что нужно знать о данном материале»).

    Вскрытие и порча арматуры – одна из основных причин ухудшения характеристик ЖБИ.

    Давайте рассмотрим причины, которые могут стать основаниями для принятия решения о производстве описываемых процедур:

    • Старение конструкций и потеря ими расчетной прочности вследствие усталости материалов, коррозии, химических изменений и прочих естественных причин, избежать которых не удалось в силу тех или иных обстоятельств;
    • Изменение этажности зданий и связанное с этим возрастание нагрузок на фундамент, колонны, перекрытия и прочие элементы сооружения, которое может повлечь разрушения и другие нежелательные или опасные последствия;
    • Перепланировка зданий с изменением конфигурации несущих стен, колонн, балок, консолей, ферм и прочих элементов конструкций, участвующих в передаче и перераспределении нагрузок в здании и его узлах;
    • Движения грунта, которые приводят к изменению условий эксплуатации фундаментов, повышению внешнего давления на их стены, нарушению установившегося баланса сил в системах подземных опор и несущих конструкций;
    • Изменение назначения зданий или переоборудование цехов, которое приводит к появлению новых видов износа, в том числе вибрационных нагрузок, значительных точечных усилий, термических или химических воздействий и т.д.;
    • Нарушение целостности или разрушение отдельных деталей, узлов, систем и сооружений в целом вследствие аварий, землетрясений, стихийных бедствий различного характера, техногенных катастроф или военных действий;
    • Устранение допущенных ошибок при проектировании или выполнении работ по сооружению несущих элементов конструкций.

    Износ материалов приводит к необходимости реконструкции.

    Важно! Здесь перечислены только основные ситуации, при которых может быть принято решение о проведении работ по усилению ЖБК. Подобное решение может быть принято по иным показаниям и зависит от конкретной проблемы и арсенала средств по ее решению.

    Чтобы вынести вердикт о целесообразности и необходимости проведения тех или иных мероприятий, в обязательном порядке производится обследование. Это обследование должно определить фактические характеристики материалов подлежащих усилению деталей или узлов, пределы их прочности и ожидаемые или существующие нагрузки.

    Обследование производят опытные инженеры с применением сложной аппаратуры.

    На основании обследования производят расчеты и разрабатывают рабочие чертежи узлов усиления конструкций с учетом проектных и фактических нагрузок, схем загружения, эффекта от применения технологий усиления и их вклад в повышение общей надежности здания. Также рассчитывают затраты и экономический эффект с учетом остановки предприятий на время ремонта и реконструкции.

    Расчет усиления железобетонных колонн, перекрытий, стен, фундаментов и прочих систем зданий – это сложная и ответственная работа, которая под силу только опытным специалистам высокого уровня. Чаще всего такую задачу выполняют целые отделы или проектные организации.

    Способы усиления

    Усиление фундаментов монолитными железобетонными обоймами позволяет продлить срок эксплуатации зданий и сооружений.

    Способов усиления ЖБК существует множество, мы рассмотрим лишь основные.

    В тех или иных ситуациях применяют такие методы повышения конструкционных качеств деталей, узлов и систем распределения нагрузок в зданиях:

    1. Выполнение ремонтной штукатурки для восстановления целостности детали и сплошности ее поверхности, а также для защиты арматуры от коррозии и устранения различных поверхностных дефектов;
    2. Выполнение инъекций бетонного раствора в трещины, полости, пустоты и прочие дефекты для ремонта и восстановления целостности тела детали;
    3. Торкретирование ЖБИ бетоном с использованием специальных пушек, которые наносят на поверхность бетон с высокой скоростью, что позволяет ему уплотняться и набирать значительную прочность. Применяется отдельно и совместно с другими способами усиления;
    4. Усиление железобетонных балок, колонн, стен и перекрытий путем сооружения специальных обойм и рубашек, которые используют внешнее армирование и бетонирование путем нагнетания раствора в опалубки, торкретирования и послойной бетонировки с вибрацией;
    5. Усиление фундамента железобетонной обоймой, поясами, анкерными стяжками и прочими металлическими и железобетонными конструкциями;
    6. Укрепление балок, ригелей, стоек, колонн, опор и свай композитными материалами, такими как углепластик, кевлар, карбоновое волокно и прочими подобными материалами;
    7. Изменение характера сопряжений деталей с подвижных на жесткие;
    8. Добавление разгружающих частей: укосин, распорок, консолей и прочих;
    9. Разгрузка конструкций путем внесения новых узлов и элементов, изменение однопролетных перекрытий многопролетными, добавление новых опор и колонн, применение тяжей и преднапряженных арматур, стальных поясов и рубашек.

    Так происходит торкретирование колонны для изготовления железобетонной рубашки.

    Очевидно, что методы и связанные с ними работы настолько разнообразны, что конкретное описание их всех займет несколько томов. Однако есть и общая инструкция, а точнее набор рекомендаций, которые справедливы почти для всех мероприятий.

    Укрепление фундамента обоймой из арматуры и бетона.

    Они сводятся к общим правилам подготовки поверхностей и монтажа стальной арматуры и включают нанесение насечек на поверхность бетона, расшивку и очистку арматуры от коррозии (при этом используется резка железобетона алмазными кругами или обработка перфораторами), связку внешнего каркаса с внутренней арматурой или телом бетона. Обязательно выполняют чистку и увлажнение поверхности с помощью водометов и других приспособлений.

    Упрочнение бетонной фермы композитной пластиной.

    Также правила могут описывать связку стержней внешнего каркаса между собой, предварительный нагрев пластин для создания напряжения и прочие общеприменимые процедуры.

    Важно! Следует помнить, что универсальных инструкций и общего свода правил нет, так как они прописаны отдельно для каждого конкретного вида работ.

    Заключение

    Характер применения того или иного метода усиления вертикальной архитектурной конструкции в значительной степени будет зависеть от характеристик сопряженных с нею частей сооружения. К примеру, усиление железобетонных колонн при больших нагрузках может предусматривать и установку металлического каркаса с бетонным расширением, и монтаж распорок. Но только в случае, если это позволяет выполнить нижнее перекрытие – ограничение может быть обусловлено превышением проектной нагрузочной массы. Особенно остро подобные ограничения становятся в ситуациях усиления групповых колонных композиций. Как правило, массивные и тяжеловесные каркасы и стяжки в таких случаях не допускаются, а перед разработчиками технического проекта становится задача детального расчета по устройству дополнительных связей путем интеграции жестких предварительно напряженных опор.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читать еще:  Переливной септик из бетонных колец своими руками
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector