Усиление железобетонных балок: Усиление жб балок. Усиление железобетонных конструкций – Усиление железобетонных балок — ТехЛиб СПБ УВТ

Содержание

Способы усиления железобетонных конструкций. Усиление железобетонных балок

Наибольшее распространение получили следующие методы усиления ствола колонн: железобетонные обоймы; одностороннее и двухстороннее наращивание сечения; металлические обоймы ненапряженные и с предварительным напряжением хомутов; предварительно напряженные металлические распорки.

Усиление железобетонной обоймой (рис.3.8, а) считается наиболее простым и надежным способом увеличения несущей способности колонны.

Обойма состоит из продольной арматуры, замкнутых хомутов, бетонного слоя, охватывающего сечение колонны.

Перед усилением поверхность колонны подготавливается следующим образом: удаляется штукатурный слой; зубилом делается насечка в бетоне на глубине 3-6 мм; промывается за час до бетонирования поверхность старого бетона чистой водой.

Железобетонная обойма обычно имеет толщину 6-12 см. Сечение и количество продольной арматуры определяется расчетом при условии обеспечения совместной работы обоймы с колонной. Поперечная арматура принимается диаметром не менее 6 мм и устанавливается с шагом S, удовлетворяющим требованиям:

15d≥S≥3δ; S≤200 мм,

где d - диаметр продольной арматуры;

δ - толщина обоймы.

Усиление колонн односторонним наращиванием сечения (рис.3.8, б) обычно применяется во внецентренно сжатых колоннах для уменьшения начального эксцентриситета приложения внешней нагрузки и увеличения прочности колонн. Важным условием надежности усиления является обеспечение совместной работы нового бетона со старым. Для этого предусматриваются те же мероприятия, что и при усилении железобетонными обоймами, и, кроме того, новая продольная арматура соединяется на сварке со старой с помощью стальных коротышей Ø10-30 мм, устанавливаемых с шагом 500-800 мм. В связи с большой трудоемкостью усиления одностороннее наращивание применяется редко.

Усиление колонн стальной обоймой (рис.3.8, в), довольно простое в исполнении, незначительно увеличивает размер поперечного сечения и позволяет использовать колонну в эксплуатационном режиме сразу же после ее усиления Продольные элементы обоймы из уголковой стали устанавливаются на цементно-песчаном растворе и прижимаются к колонне с помощью струбцин, после чего к уголкам привариваются поперечные планки, устанавливаемые по длине колонны с шагом 400-600 мм.

В предварительно напряженных обоймах поперечные планки нагреваются до температуры 100-120°С, а затем уже привариваются к продольным элементам. При остывании планки укорачиваются и создают эффект преднапряжения.

Усиление колонн стальными распорками (рис.3.8, г) является достаточно эффективным средством увеличения их несущей способности, которая повышается пропорционально площади поперечного сечения распорок.

Распорки состоят из двух уголков (швеллеров), связанных между собой соединительными планками.

Вверху и внизу каждой распорки крепятся опорные уголки, через которые усилие распора передается на консоли. Как видно из рис.3.8, г, распорки с перегибом устанавливаются в середине их высоты. Для создания предварительного напряжения сжатия распорки с помощью натяжных болтов выпрямляются, принимая вертикальное положение. При этом распорки надежно включаются в совместную работу с колонной, частично разгружая ее. Величина сжимающих напряжений в распорках в период их включения в работу по данным достигает 60-80 МПа.

Усиление колонн предварительно напряженными распорками целесообразно при длине распорок не более 5 м, когда не требуется большого расхода металла для обеспечения их устойчивости. Пример расчета распорок представлен в .

Рис.3.8. Способы усиления колонн:

а - железобетонная обойма; б - одностороннее наращивание; в - металлическая обойма; г - металлические распорки

Выбор метода усиления консоли колонны , как правило, зависит от ее формы и характера действующих усилий. Так, при больших изгибающих моментах эффективной оказывается горизонтальная затяжка (табл.3.7, п.1) из тяжей, натягиваемых гайками до напряжений 60-90 МПа. При больших значениях поперечной силы и сжимающих напряжений в наклонной сжатой полосе целесообразно усиление преднапряженной наклонной затяжкой (табл.3.7, п.2) или металлическим столиком (табл.3.7, п.3), приваренным к продольной арматуре колонны.

Площадь сечения ветвей горизонтальной затяжки определяется по формуле

A s 13 =1,25(М 1 -М)/R sn h 01 ·0,9,

где М 1 , М - соответственно изгибающие моменты, воспринимаемые консолью после и до усиления;

h 01 - полезная высота сечения консоли, усиленной затяжкой.

Таблица 3.7

Усиление консолей колонн

намного сложнее, чем металлических, вследствие того, что железобетон – композиционный материал, где арматура работает совместно с бетоном. Зачастую у эксплуатирующей организации отсутствует проектная документация, поэтому положение рабочей арматуры приходится определять дополнительно.

Можно выделить два основных способа усиления или восстановления несущей способности железобетонных балочных конструкций:

    усиление без изменения первоначальной конструктивной схемы;

    усиление с ее изменением.

Первый способ заключается в увеличении поперечного сечения усиливаемого элемента, что достигается установкой хомутов или устройством специальных рубашек, обойм, накладок, наращиваний с добавлением арматуры, расширением опор. Это приводит к уменьшению пролета, а, следовательно, к изменению расчетной схемы. Но также связано с повышением веса конструкции.

Второй способ состоит в установке дополнительных горизонтальных или шпренгельных затяжек с предварительным натяжением либо комбинированных затяжек, что изменяет расчетную схему конструкции, но лишь незначительно увеличивает ее вес.

В создании предварительного напряжения по нижнему поясу балок при усилении особенно нуждаются монолитные конструкции, не заводского изготовления. Сборные железобетонные элементы и монолитные (т.е. изготовленные непосредственно на строительной площадке) нельзя приравнивать по несущей способности, поскольку у сборных конструкций предварительное напряжение по нижнему (растянутому) поясу создается в нормальных заводских условиях с гарантией качества. В условиях строительной площадки эта операция не может быть выполнена вообще.


По качеству адгезии бетона с арматурой, по надежности и долговечности – между монолитными и сборными железобетонными конструкциями также нельзя поставить знак равенства. Твердение монолитных конструкций на строительной площадке, как правило, происходит с нарушением технологических требований, а разопалубливание проводится до достижения бетоном необходимой прочности.

В то же время в заводских условиях, при автоклавном пропаривании в процессе связывания железобетона участвуют все компоненты бетонной смеси.

Используемые при этом элементы конструктивно просты, изготавливаются из арматуры или фасонного проката вне реконструируемого объекта, устанавливаются с минимальными трудовыми затратами, сразу же включаются в работу после установки и натяжения или увеличения сечения без применения других приспособлений. Они в 2-2,5 раза повышают первоначальную несущую способность изгибаемых элементов, не нарушают интерьеров помещений, могут быть скрыты подвесным потолком и т. п., занимают мало места и незначительно увеличивают сечение или высоту к

Техническое обслуживание и усиление балок, перекрытий

Колонны, балки, перекрытия, фермы являются наряду со стенами и крышами основными несущими элементами зданий, а потому исправному их состоянию должно уделяться п о - стоянное внимание. Они отличаются материалами и разнообразными конструктивными решениями. Их износ, а также увеличение полезных нагрузок при реконструкции сооружений и установке нового технологического оборудования, выявление дефектов, допущенных в проекте и при возведении, приводят к необходимости ремонта или усиления. При выборе способа усиления любых несущих конструкций должны быть учтены многие факторы, и прежде всего обеспечены:
минимальная длительность остановки технологического процесса;
максимальное выполнение подготовительных работ за пределами зоны ремонта;
технологичность конструктивных решений усиления, серийность и простота изготовления новых конструкций; необходимые монтажные средства; высокое качество ремонтных работ; ремонтопригодность новой конструкции.

Следует учесть также возможность осуществления профилактических мер как временного, так и постоянного характера, в частности снятие или уменьшение временных и постоянных нагрузок на ремонтируемые конструкции (тогда при загрузке элементы усиления лучше включаются в работу), очистка их от снега, пыли, увеличение расстояния между подвижными нагрузками (кранами, тельферами), ограничение их грузоподъемности, а также устранение технологических воздействий путем снижения агрессивности среды, перепадов температур и т. п.

Эффективность выбранного способа усиления любых конструкций, затраты на его проведение, как и на ремонтные работы в целом, трудно точно заранее определить по действующим расценкам из-за плохо поддающихся расчету убытков вследствие нарушения ритма производства, непредвиденных осложнений при ремонте и пр. И все же экономические расчеты должны проводиться, так как они дают наиболее полное

И достоверное представление об эффективности усиления ПЛИ ремонта конструкции.

Рассмотрим способы усиления балок, перекрытий, ферм из металла, железобетона и дерева. Металлические балки можно усилить несколькими способами (табл. 12.4): установкой дополнительных опор;

увеличением сечения накладками, особенно на высокопрочных болтах; шпренгельными системами;

изменением опорных сопряжений посредством перевода разрезных балок в неразрезные;
регулированием напряжений натяжными и распорными устройствами.

Повышение несущей способности изгибаемых элементов достигается при симметричном расположении элементов усиления или создании симметрии относительно нейтральной оси. При этом должна быть обеспечена надежная совместная работа нового сечения с балкой и конструкция защищена от коррозии.

Усиление металлических балок (рис. 12.8) может быть местным (путем установки накладок и ребер) или общим (посредством шпренгелей, изменением опорного сопряжения; наиболее эффективна затяжка вдоль нижнего пояса, при которой несущая способность балки может быть увеличена до 80% при минимальных затратах материала). Весьма эффективным и перспективным усилением балочных систем является изменение их расчетной схемы путем создания неразрезной системы и опорных подкреплений, а также регулирования напряжений натяжными и распорными устройствами. Эти устройства еще мало разработаны, но обладают важными достоинствами в условиях реконструкции действующих объек

тов, в частности простотой и доступностью приемов и контроля регулирования усилий, исключением громоздкого оборудования при производстве работ, использованием домкратов, муфт и пр.

Усиление металлических ферм для повышения их жесткости и несущей способности может быть местным, (отдельных стержней) или общим (главным образом путем усиления нижнего пояса). Для усиления используются накладки с целью увеличения сечений и моментов сопротивления отдельных элементов решетки, дополнительные пояса, шпренгели, сокращающие длину растянутых или сжатых элементов.
 

Рис. 12.8. Способы усиления металлических балок
а, б — накладками; в — обетонированием; г — шпренгелем; д, рах; ж, з — сопряжением балок на опорах

Из рассмотренных способов усиления металлических конструкций наиболее трудоемко и металлоемко по совокупному эффекту увеличение сечений усиливаемых элементов, так как оно требует сплошного или прерывистого скрепления их по длине, точной подгонки и т. п.

Эффективны и разнообразны приемы усиления конструкций с изменением расчетных схем и регулированием напряжений в процессе усиления. Общие затраты и их материалоемкость в несколько раз ниже, чем других способов, а потому дальней
шему изучению и разработке таких способов необходимо уделять больше внимания.

Усиление железобетонных балок намного сложнее, чем металлических, вследствие их монолитности и наличия скрытой арматуры. Можно выделить два основных способа усиления или восстановления несущей способности железобетонных балочных конструкций (рис. 12.9): усиление без изменения первоначальной конструктивной схемы; усиление с ее изменением.

Первый способ заключается в увеличении поперечного сечения усиливаемого элемента, что достигается установкой хомутов или устройством специальных рубашек, обойм, накладок, наращиваний с добавлением арматуры, расширением опор; все это приводит к уменьшению пролета.
 

Рис. 12.9. Способы усиления железобетонных балок
а, в — обетонированием; б — хомутами; г, д, е, ж — заделкой и сопряжением на опорах

Второй способ состоит в установке дополнительных горизонтальных или шпренгельных затяжек с предварительным натяжением либо комбинированных затяжек, сочетающих оба упомянутых способа.

Оба способа усиления обладают существенными достоинствами, поскольку используемые при этом элементы конструктивно просты, изготавливаются из арматуры или фасонного проката вне реконструируемого объекта, устанавливаются с минимальными трудовыми затратами, сразу же включаются в работу после установки и натяжения или увеличения сечения без применения других приспособлений, в 2—2,5 раза повышают первоначальную несущую способность изгибаемых элементов, не нарушают интерьеров помещений, могут быть скрыты подвесным потолком и т. п., занимают мало места и незначительно увеличивают сечение или высоту конструкций.

Усиление деревянных балок и стропил чаще всего производится по их концам: концы балок, заделанные в кирпичные стены, загнивают вследствие использования сырой древесины, закупорки торцов, увлажнения балок влагой кирпичной кладки или атмосферными осадками и т. п.

Можно выделить два варианта усиления (протезирования) балок: накладками и прутковыми протезами [16 и 18]. Первый способ применяют при усилении одиночных балок, а второй — многих балок, когда протезы заготавливают в механических мастерских. В обоих случаях сгнившие концы балок удаляют, до начала протезирования перекрытия укрепляют временными стойками. Древесину, пораженную грибами, необходимо н е - медленно сжечь, а для усиления рекомендуется воздушносухая или антисептированная древесина.

Усиление стропильных ног и мауэрлатов может быть осуществлено по одному из трех вариантов [16 и 18]: с помощью деревянных накладок на стропильные ноги; прутковыми протезами, как и деревянными балками; посредством накладок и подбалки. Во всех вариантах кровля разбирается захватками, так чтобы работы закончить в течение дня и не замочить перекрытие возможными атмосферными осадками.

Усиление перекрытий можно производить сверху или снизу конструкции: это зависит от высоты и назначения помещения, цели усиления и др.

Перекрытия по металлическим балкам можно усилить снизу путем установки дополнительных опор под балками, связав их, в неизменяемую систему. Более сложно устройство снизу железобетонных сводов. Сверху перекрытие усиливается дополнительным армированием и бетоном. При этом над металлическими или железобетонными балками (рис. 12.10, а, б) производится дополнительное армирование по ширине в обе стороны от балки для восприятия опорных изгибающих моментов.

Железобетонные перекрытия тоже могут быть усилены сверху путем устройства дополнительной железобетонной плиты, как показано выше. Снизу плоские железобетонные перекрытия усиливаются металлическими предварительно-напряженными тяжами, заделанными в опорные части панелей, настилов. Балочные железобетонные перекрытия можно усилить дополнительным армированием и обетонированием балок, но чаще для этого используют шпренгели, располагая их по обе стороны балки,а снизу под балкой стягивая для придания им предварительного напряжения и включения в работу (рис. 12.10, в—г). Поперечное стягивание шпренгелей не так эффективно и приводит к смятию бетона на боковых гранях балки. Автор предложил составные по длине шпренгели с натяжением их в продольном направлении (рис. 12.10, д).

Весьма эффективно усиление балок шарнирно-стержневой цепью (рис. 12.10, е), разработанное Ю. И. Лозовым и Е. Р. Хило [10]. По характеру работы такое усиление является предварительно-напряженным шпренгельного типа. Все соединения усиления выполняются шарнирными, и если тангенсы углов наклона звеньев начиная от середины относятся как 1:3:5 и т. д., то усилия в подвесках и стойках оказываются одинаковыми. В цепи делают три-семь промежуточных узлов в зависимости от пролета балки. Подвески располагаются с разных сторон балки и соединяются снизу планкой. При натяжении всей цепи последней натягивают среднюю подвеску. Иногда требуется несколько попыток для осуществления равномерного, замеренного динамометром усилия натяжения всех подвесок.

Автор предложил улучшить работу такой конструкции путем подведения под подвески швеллера-подкладки, а по концам усиливаемой балки — постановки напряженных хомутов (рис. 12.10, ж). Швеллер-подкладка объединяет работу всех подвесок воедино и устраняет обмятие бетона под отдельными подвесками, а хомуты по концам позволяют усилить балку на перерезывающую силу.

Металлические конструкции усиления перекрытий, в частности тяжи, могут быть скрыты дополнительным потолком, штукатуркой по закрепленной сетке или листами сухой штукатурки. Они могут быть, особенно в производственных помещениях, выкрашены и оставлены открытыми.

 

  ПРОДОЛЖЕНИЕ >>>

Усиление монолитных железобетонных балок. Технология усиления железобетонных колонн,балок и перекрытий. Рис.1. Дефекты железобетонных балок

Основной принцип усиления конструкций заключается во включении в работу дополнительных элементов,увеличивающих сечение и степень армирования, также и за счет изменения расчетной схемы путем введения дополнительных опор.

Усиление железобетонных колонн возможно производить различными методами . Ряд из них подобен способам усиления кирпичных столбов .

Однако большая часть недр уступает место некоторому времени или может быть вымыта. В этой связи оказалось полезным выложить слой гравия, гравия, старой садовой плитки или керамической плитки в качестве недр. Поэтому дайте корзинам достаточно стабильности и стабильности. Благодаря водопроницаемости недр, дренаж каменных корзин естественным образом регулирует и почва не размягчается.

Если вы хотите быть в безопасности с узкими участками, то есть менее 30 см или более одного метра, у вас есть возможность привязать их непосредственно к земле с помощью балок, балок или столбов. Для этого типа крепления в грунте рекомендуется ввинтить полюса, столбы и балки с заземляющими анкерами, которые ранее были закреплены в земле.

Широко используются способ устройства железобетонных и стальных обойм, метод усиления путем приварки металлических уголков к рабочей арматуре, установка предварительно напряженных хомутов, металлических обойм из уголка и листа, предварительно напряженного арматурного каркаса или хомутов.

На рис. 6.45 приведены некоторые варианты усиления колонн.

В качестве альтернативы, пусть нижние корзины немного в земле и защитят их кучами от падения. Для этого используйте сетки сетки пола, чтобы вставлять простые свай или трубы в землю. Поскольку камни покрывают их, они становятся невидимыми. Однако риск затопления может быть серьезным в случае сильного ливня.

Вся конструкция будет намного более стабильной, если вы установите свай из твердой древесины или, что еще лучше, прокладки для стабилизации. Чтобы закрепить их в земле, вы сверлите отверстие глубиной около 80 см с земным шнеком в землю. Впоследствии сваи или трубы выровнены в земном отверстии, помещены в сборный бетон и осаждены.

Рис. 6.45. Технологические схемы усиления железобетонных колонн
а - стальными обоймами: 1 - колонна; 2 -металлический лист; 3 - уголки; б - наращиванием железобетонных обойм: 1 - железобетонная обойма с отверстием для нагнетания цементно-песчаного раствора; 2 - растворная часть; 3 -дополнительное армирование сеткой; 4 - патрубок; 5 -насос-инъектор; в - усиление рабочей арматуры дополнительными стержнями и обоймой из уголков: 1 - усиливаемая колонна; 2 , 3 -рабочая и наращиваемая арматура; 4 , 5 -уголки; г - усиление рабочей арматуры отдельными стержнями с последующим омоноличиванием: 1 - колонна; 2 -рабочая арматура; 3 , 4 -наращиваемая арматура; 5 , 6 -опалубка; 7 - фиксаторы опалубки

Есть, конечно, также рекомендации по созданию несущего слоя бетона между столбами. Это предотвращает последующее провисание габионов и неравномерную высоту. В результате вы должны планировать столп друг для друга и два столпа на концах. Это не так сложно, как кажется на первый взгляд: конкретный фундамент. Они не смогут обойтись без опорных трубок, которые подвергаются высоким нагрузкам и должны выдерживать их. Это связано с тем, что простое вложение и погружение в землю уже недостаточно. Эти условия даны для узких, высоких стен, каменных колонн или заборов для крутых склонов.

При выполнении работ следует руководствоваться следующими положениями технологии строительных процессов.

При усилении методом наращивания сечения в виде железобетонных обойм следует произвести тщательную очистку поверхности колонн; выполнить насечку, обеспечивающую более высокое сцепление с новым бетоном; при нарушении защитного слоя очистить выступающую на поверхность арматуру, произвести антикоррозийную защиту ; перед укладкой бетонной смеси поверхность колонн увлажнить.

В таких случаях опорные трубки должны быть глубоко встроены в фундамент. Это может также иметь место, если почва очень мягкая, влажная или не особенно хорошо поддерживается. Прежде чем начать работу, вы будете проинформированы о прогнозируемых погодных условиях. Прогноз погоды должен допускать несколько дней сухой и безморозной погоды при заливке бетона.

Вот как это делается: шаг за шагом на фундамент полосы

Размеры габлей определяют длину и ширину траншеи, которая подготовлена ​​для основания. Чтобы сделать это, удалите необходимую поверхность, поместив короткие деревянные свай в землю по углам более позднего отверстия и выпрямляя их между ними для ориентации или прямых линий.

При усилении с помощью металлических уголков и хомутов обязательным условием является плотное сопряжение усиливаемых элементов с поверхностью колонны. Для этой цели осуществляются удаление неровностей и шлифовка поверхности колонн .

Усиление методом наращивания к продольной арматуре дополнительных уголков требует очистки швов после выполнения сварочных работ и омоноличивания вскрытых полостей полимерными растворами. Использование напрягаемых хомутов требует применения инструмента,обеспечивающего равномерность натяжения до расчетных усилий. Залогом качественного выполнения технологических операций являются правильная организация пооперационного контроля и соблюдение технологического регламента.

Требуемая глубина основания всегда указывается в связи с глубиной замерзания. Информация меняется, потому что есть эксперты, которые учитывают ситуацию над уровнем моря. С глубиной 80 см вы определенно находитесь в безопасности. Для фундаментов, которые не установлены достаточно глубоко, вода может собираться под фундаментом. В холодные дни вода замерзает и может поднять фундамент и повредить его. Правильные инструменты для копания - лопата, лопата или мотыга.

Здесь вы должны различать, есть ли у вас сплошной или скользкий пол перед вами. В случае сплошного пола достаточно покрыть верхний край деревянными досками. Верхний край должен быть выровнен с водным балансом для достижения идеального результата. Если пол не стабилен и скользит, вы должны создать опалубку досок или досок в своих интересах. Платы шарфа выровнены по горизонтали со струной и уровнем воды.

Особый интерес представляет усиление колонн, примыкающих к наружным или внутренним стенам. Наиболее эффективной технологией остается устройство железобетонной рубашки . Такое решение принимается в случае, когда поверхность колонн сильно разрушена, имеют место отслоение защитного слоя бетона, высокая трещиноватость. Производство работ заключается в очистке поверхности колонны, устройстве насечки, установке дополнительного арматурного каркаса, монтаже опалубочных щитов и нагнетании бетонной смеси в полость. Как правило, перед нагнетанием мелкозернистой бетонной смеси производится обильное увлажнение поверхности колонн.

Основные способы усиления конструкций

Чтобы предотвратить последующее растрескивание в бетоне, вы можете рассмотреть арматуру из стальных матов или стальных корзин для ленточного фундамента. Дренаж всегда стимулирует небольшую дискуссию в этом виде основы полосы. Действительно ли

2. Усиление наклонных сечений монолитных железобетонных балок.

Усиление наклонных сечений конструкций производится увеличением их поперечного сечения путем устройства наращивания, железобетонных обойм, рубашек, а также увеличением поперечного армирования путем установки дополнительной поперечной арматуры в зоне среза с обеспечением совместной работы с конструкцией.

Дополнительная поперечная арматура принимается в виде арматурных стержней или стальных полос, нормальных или наклонных к продольной оси конструкции.

Совместная работа дополнительной поперечной арматуры с усиливаемой конструкцией обеспечивается: приваркой к существующей арматуре; приклеиванием к бетону в зоне среза; закреплением концов в верхней и нижней зонах с помощью анкерных устройств. После установки в проектное положение дополнительная поперечная арматура обетонируется или покрывается антикоррозионными и огнезащитными составами.

Рис. 11.1. Усиление зоны среза конструкций увеличением поперечного сечения:

а – наращиванием со стороны верхней и нижней граней; б – наращиванием со стороны боковых граней: 1 – усиливаемая конструкция, 2 – бетон наращивания, 3 – скоба, 4 – пластина, 5 – дополнительная поперечная арматура, 6 – оголенная арматура конструкции, 7 – насечка поверхности

Совместную работу железобетонных обойм и рубашек с усиливаемой конструкцией в зоне среза обеспечивают, кроме шпонок и насечки на контактной поверхности, установкой дополнительной поперечной арматуры (рис. 11.2). В случае устройства рубашки свободные концы поперечной арматуры приваривают к продольной арматуре конструкции или заанкеривают с помощью дополнительных анкеров

б

а

в

Рис. 11.2. Усиление зоны среза конструкций увеличением поперечного сечения: а – рубашкой при прямоугольном сечении; б – рубашкой при тавровом сечении; в – обоймой, 1 – усиливаемая конструкция, 2 – монолитный бетон, 3 – дополнительная поперечная арматура, 4 – насечка поверхности, 5 – анкерная пластина

Для закрепления дополнительной поперечной арматуры на усиливаемых конструкциях в зоне среза со стороны верхней и нижней граней устанавливают анкерные устройства в виде уголков или швеллеров (рис. 11.3, а). При усилении конструкций таврового сечения крепежные уголки устанавливают под полкой и заанкеривают болтами, пропускаемыми через отверстия в полке (рис. 11.3, б).

Установка дополнительной поперечной арматуры, наклонной к продольной оси элемента и закрепленной по концам, выполняется в специально пробитые на боковых поверхностях борозды, которые затем заделывают полимерраствором (рис. 11.3, в).

Рис. 11.3. Усиление зоны среза конструкций установкой дополнительной поперечной арматуры: а – сборной балки; б – балки монолитного перекрытия; в – балки с наклонными стержнями, 1 – усиливаемая конструкция, 2 – уголок, 3 – швеллер, 4 – стяжной болт, 5 – болт, 6 – дополнительная поперечная арматура, 7 – накладная арматура, 8 – борозды на боковой поверхности, 9 – существующая арматура

Площадь поперечного сечения дополнительной поперечной арматуры и толщина наращивания определяется расчетом.

Величина предварительного напряжения дополнительной поперечной арматуры принимается равной 70...100 Мпа

Усиление железобетонных и металлических балок

Усиление балок перекрытия может производиться при реконструкции здания, при замене или усилении изношенных конструкций, при капитальном ремонте, при перепланировке или перепрофилировании помещений. Также усиление балок проводится в целях предотвращения аварийной ситуации (в случае повышенного износа, повреждения или деформации балки).

Железобетонные балки перекрытий подвержены комплексному разрушению. Бетон под воздействием сырости и перепадов температур выкрашивается, арматура ржавеет. Металлические балки также подвержены коррозии.

В настоящей статье мы рассмотрим несколько вариантов усиления железобетонных и металлических балок.

Повышению несущей способности железобетонной балки может способствовать увеличение её сечения. Наращивание балки может быть односторонним, когда к телу балки присоединяют нижнюю накладку, двухсторонним, когда балка увеличивается вбок за счёт симметричных накладок, кроме того, балка может быть целиком заключена в трёхстороннюю железобетонную рубашку. Если позволяют условия, балка может быть заключена в четырёхстороннюю железобетонную обойму.

Практикуется также усиление железобетонных балок перекрытия посредством установки внешней листовой арматуры на полимеррастворе. В нижней плоскости балки высверливаются отверстия под анкерные болты, которые прикрепляют к балке стальную полосу. Полоса укладывается на адгезионную обмазку из защитно-конструктивного полимерраствора.

Полимерраствор применяется также при усилении железобетонной балки посредством установки дополнительной арматуры. Вдоль по длине балки фрезой прорезываются два паза, куда помещаются арматурные пруты. Они также закрепляются защитно-конструктивным полимерраствором.

Еще один метод усиления железобетонной балки – усиление с помощью уголков. К существующей арматуре балки при помощи арматурных коротышей привариваются металлические пластины, а к последним – уголки из прокатной стали.

Возможно усиление железобетонной балки перекрытия с помощью установки предварительно-напряжённых шпренгелей из арматурной стали. В зависимости от характеристик балки, шпренгель может удерживаться различным количеством распорок и стяжных хомутов. Распорки могут быть прикреплены к телу балки с помощью натяжных винтов.

Усиление металлических балок, как и укрепление железобетонных балок, также может осуществляться путём увеличения сечения. Для этой цели к балке привариваются накладки. При этом балки должны быть разгружены не менее чем на 60 %, либо следует установить временные дополнительные опоры. Существует два вида усиления металлических балок накладками: прикрепление симметричных боковых накладок или нижней накладки.

 Следует помнить, что объём сварки при наращивании балки должен быть минимальным, сварные швы должны располагаться в удобных местах, а потолочная сварка должна быть сведена к минимуму.

Другой способ усиления металлических балок перекрытия – это использование натяжных устройств, которые обеспечивают постоянную величину предварительного напряжения.

Ремонт и усиление железобетонных конструкций объектов

 

Искусственно созданные инженерные конструкции из армированного бетона не вечны. Структурные изменения материала ведут к потере прочности. Снести разрушающееся здание, или провести его реконструкцию, определяют, основываясь на экономической целесообразности.

СодержаниеСвернуть

Усиление железобетонных конструкций

Ремонт и усиление железобетонных конструкций продлит срок эксплуатации объекта. Решение принимается после обследования состояния несущих конструкций специалистами.

Нормативные документы

Независимо от причины, требующей восстановления или усиления отдельных строительных узлов или всего здания, работы ведутся по существующим стандартам, в определенной последовательности. Определяющими документами для методов усиления с использованием дополнительного армирования, бетонирования конструкций являются:

  • СНиП 52-01-2003 с изменениями 1,2,3 внесенными в 2015 году.
  • Свод правил СП 164. 1325800.2014 устанавливает требования к проектированию для усиления бетонных конструкций углеволокном и другими композитными материалами.
  • Руководящий документ РД-22-01-97. В нем говорится: «к обследованию привлекают экспертов из специализированной организации, с лицензиями от Госгортехнадзора и Госстроя России». Ст.1 п 1.3. Здесь предписаны правила по организации безопасной работы при обследовании зданий и сооружений.

Документальная база построена на основании требований ГОСТ и ссылается на них.

Работы по обследованию конструкций ведутся после выполнения мер безопасности владельцем объекта, и оформляются наряд-допуском. По результатам экспертизы специалисты выдают рекомендации по усилению железобетонных конструкций.

Материалы обследований передаются в проектную организацию. При составление Технического задания на проектирование устанавливают цели и задачи реконструкции. Проект реконструкции включает:

  1. Способы и методы решения задачи.
  2. Подбор материалов, схему и технологию укрепления или усиления конструкции.
  3. Расчет конструкций на функциональность после восстановления.
  4. Материально – техническое обоснование.

В основу проекта ложатся подробные расчеты на основании методических указаний и допусков , которые должны соответствовать СНиП и ГОСТ.

Усиление железобетонных конструкций

Причины усиления железобетонных конструкций

Обследование состояния ж/б конструкций необходимо, если требуется модернизация, реконструкция или ремонт здания по следующим причинам:

  • Видимые факторы старения – оголилась и проржавела арматура, осыпается бетонная крошка или появились глубокие трещины в массиве, видны и проржавели закладные.
  • Подготовка к капремонту, с усилением железобетонных конструкций серий панельных домов прошлого века.
  • Перепланировка здания с переносом несущих стен или дополнительные надстройки – реконструкция.
  • Смена оборудования, технологического процесса, изменение системы нагрузок.
  • Подвижка грунта, изменение равновесного состояния нагрузок вследствие стихийных бедствий.
  • Устранение ошибок прежнего проектирования и строительства объекта.

Проектировщики выбирают методы усиления железобетонных конструкций для объекта индивидуально, исходя из принципов надежности и экономичности реконструкции или ремонта.

Методы усиления бетонных и железобетонных конструкций

Исходя из результатов обследования и обсудив задачу с заказчиком при разработке технического задания, определяют один из способов усиления бетонных конструкций.

Восстановление несущей способности конструкции

Привести конструкции в порядок, значит предотвратить дальнейшее разрушение и восстановить прочность дефектного места. Необходимо убрать крошки и бетонную пыль в железобетонной конструкции для усиления растянутой зоны любым доступным способом.

Усиление железобетонных конструкций

Арматуру следует очистить от ржавчины с помощью пескоструйного аппарата. Полностью оголенные стержни очистить от бетонной крошки, оставив зазор около 1 см. Если коррозия сильно повредила металл, установить дополнительные стержни на расстоянии 1-2 см, чтобы зазор можно было снова забетонировать.

Если на участке бетон крошится, необходимо провести усиление железобетонных конструкций путем разрушения, удаления крошки, и нанесение новой стяжки с мелким наполнителем.

Железобетонная рубашка создается из специального состава – ремонтной смеси. Она защитит арматуру, и технические свойства балки или опоры не изменятся.

Увеличение несущей способности конструкции

Самый простой способ увеличить несущую способность – установить дополнительные опоры. Стальная или бетонная балка устанавливается на отдельном фундаменте, подводится под усиливаемый узел и расклинивается в вертикальном положении.

Усиление железобетонных конструкций

Распорки, или подкосные портальные балки увеличивают несущую способность, но упираются в основные несущие конструкции, и их необходимо усилить. Подвесные опоры также опираются на основной каркас.

Нагрузку на другие элементы передают на независимые опорные элементы, расположенные под основными. Разгружают балки горизонтального перекрытия, подведенным снизу металлическим швеллером или двутавром,  конец которого закреплен на независимой опоре.

Устранение факторов повреждения конструкции

Если в ходе обследования обнаружились трещины и пустоты, не нарушающие прочность сооружения, но открывающие доступ к арматуре, необходимо восстановить герметичность.

Для этого продольные щели разделывают на конус, вглубь подают под давлением ремонтный раствор, заполняя раковины, пустоты. Зачастую используются полимерные составы на основе эпоксидной смолы.

Усиление железобетонных конструкций углеволокном

Восстанавливая и усиливая конструкции из бетона, без сцепления нового бетона со старым получить монолит невозможно. Чтобы создать адгезию, необходима химическая обработка места стыка, склейка.

Есть группа материалов, в которых связующими служат полимер и цемент. Такие растворы называют полимерцементами. Нагнетание этих составов в пробуренные шпуры, заполнением ими армированной опалубки приводят к значительному усилению ж/б изделия изнутри. Если поверхность из бетона пропитать жидким полимером, получится бетонополимер.

Усиление железобетонных конструкций

К композитам, создающим внешнее усиление, относят уникальное амидное волокно кевлар, карбоновое волокно или углепластик. Их используют в ответственных узлах строительных конструкций.

Усиление железобетонных конструкций углеволокном – самый технологичный способ внешнего армирования. Углепластик сочетает углеродные волокна, работающие на растяжение.

Поэтому он эффективен в виде полотна с эпоксидными связующими. В виде добавок к углеволокну, повышающих его жесткость применяют нити каучука серого или келавра желтого света.

Расчет усиления железобетонных конструкций композитами подтверждает их эффективность. Необходимо учитывать, эти материалы разлагаются на свету. Поэтому обязательна обмуровка.

Заключение

С годами железобетонные конструкции теряют эксплуатационные характеристики и становятся опасными. Ремонт несущего каркаса, модернизация, реконструкция помещения – мероприятия, подчиняющиеся требованиям нормативной документации.

Выполняя пошаговую инструкцию подготовки и проведения ремонтно-восстановительных работ с усилением конструкций, можно продлить срок службы объекта. Работы по реконструкции сложные и требует от строителей подготовки и навыка.

 

Усиление балок. Усиление ригелей и железобетонных балок перекрытия

Балки и ригели - линейные детали зданий и сооружений, которые воспринимают нагрузку от других горизонтальных конструкций и представляют собой стержень (брус) квадратного или прямоугольного сечения. В практике строительства они могут изготавливаться из дерева, металла или железобетона, при этом независимо от используемого сырья иногда требуется усиление балок и ригелей для повышения их несущей способности и обеспечения безопасной эксплуатации домов.

Особенности укрепления линейных элементов строительных объектов

Если жесткость системы снижается под воздействием внешних факторов или в результате повреждения материалов, со временем происходит ее деформация. Это приводит к активному росту напряжений на неповрежденных участках и процесс разрушения ускоряется еще больше. В итоге балка не выполняет возложенную на нее при проектировании функцию, что приводит здание или строение в аварийное состояние.

Деревянные и металлические несущие элементы имеют монолитную структуру. В свою очередь железобетон - это композит, где нагрузку воспринимает непосредственно бетон и стальная арматура. Последняя имеет заданное направление, которое очень важно знать, если планируется усиление балок перекрытия.

Методы повышения прочности линейных элементов строительных объектов разделяются на следующие виды:

  • Традиционные - установка обойм, хомутов, рубашек, метод наращивания, преднапряженные затяжки. Недостаток такого решения - наращивание массы системы и изменение ее внешнего вида.
  • Инновационные - применение композитных материалов. Отличаются простотой монтажа и более долговечным сроком службы.

Если планируется усиление именно железобетонных балок, важным критерием выбора способа является масса усиливающих средств, поскольку увеличение собственного веса конструкции снижает эффективность результата работ. Это делает углеродные ленты наиболее рентабельной технологией для усиления ригелей, поскольку их вес практически не ощутим.

Как улучшить эксплуатационные характеристики углелентами

На практике применяются две схемы наклеивания углеродных материалов на жб поверхности:

  • Использование однонаправленных холстов FibArm Tape для усиления в пролете в зоне растяжения. Они наклеиваются горизонтально вдоль продольной оси. Лента остается цельной, а ее края по ширине загибаются на боковые стороны. Взамен лент могут применяться также углепластиковые ламели FibArm Tape Lamel или углеродные сетки FibArm Tape Grid.
  • Хомуты из FibArm Tape для увеличения сопротивления поперечным нагрузкам. Они наклеиваются в опорной зоне в поперечном направлении или под углом, перпендикулярно действию поперечной силы, загибаясь на боковые стороны.

При усилении пролетных строений основное внимание уделяется грузоподъемности конструкции в целом. Традиционные технологии предлагают в качестве решений этой задачи либо увеличение поперечного сечения, либо полное конструктивное преобразование. Первый вариант позволяет повысить грузоподъемность до 15%, второй до 35%. Если же рассматривать укрепление углелентами, то увеличить этот показатель возможно до 2 раз. При этом основная геометрия останется неизменной, что также является преимуществом инновационных решений.

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о